notu.pd - WordPress.com

Transkript

ENDÜSTRİYEL ATIKSU YÖNETİMİ VE ENDÜSTRİYEL ATIKSU ARITIMI
1- Giriş
Hızlı endüstriyel gelişme ve kentleşme sonucu birçok ülkede sosyal, politik ve ekonomik
sorunlar ortaya çıkmaktadır. Ormanlar, tatlı su kaynakları, denizler ve canlı yaşamı için
önemli olan kaynaklar endüstrileşme ve kentleşmeden olumsuz etkilenmektedir. İnsan yaşamı
için gerekli olan bu kaynakların endüstriyel faaliyetler sonucu kirlenmesi neticesinde çevresel
problemler oluşmaktadır. Endüstriyel tesislerin mevcudiyeti beraberinde ilgili bölgelerde hızlı
kentleşmeyi de getirmektedir. Hızlı endüstrileşme ve artan kentleşme sonucu çevre üzerinde
özümseme kapasitesinden daha fazla yüklerin oluşmasına sebep olmaktadır. Göller, nehirler,
sahiller ve rekreasyon alanları endüstrilerden ve aşırı kentleşmeden kaynaklanan aşırı kirletici
yüklere maruz kalmaktadır. Bazen bu kaynakların olumlu kullanım imkanları tamamen sona
ermektedir.
Tatlı sular canlı yaşamı için hayati önem arz eden önemli doğal kaynaklardır. Bu kaynaklar
iyi yönetildiği sürece yenilenebilir kaynak olmaya devam etmektedir. Evsel, endüstriyel ve
tarımsal sanayi faaliyetleri kirliliğinin önlenmesi yerel gelişiminin sürdürülebilirliği sağlamak
için önemlidir. Birçok ülkede yürütülen su kirliliği çabalarında bazı başarıların elde edildiği
bilinmektedir. Evsel ve endüstriyel atıksuların veya atıkların uygun şekilde arıtılmaması tatlı
su kaynaklarının kirlenmesine ve kalitesinin bozulmasına sebep olmaktadır. Nehirler, göller
ve kıyılar bu kirliliklerden direkt yada dolaylı olarak etkilenmektedir. Arıtılmadan nehre
deşarj edilen atıksular nehir vasıtasıyla kıyılara yada göllere kadar taşınmaktadır. Dünyada
nehir ve göller halen çok önemli tatlı su kaynakları olarak kullanılmaktadır. Günümüzde deniz
suları zaruri durumlarda su kaynağı olarak kullanılmaktadır (Jern, 2006).
Endüstriyel tesislerde, hammaddelerin işlenmesi ve ürün üretilmesi işlemlerinden
kaynaklanan atıksulara “ endüstriyel atıksu” denir. Bu atıksular yıkama, pişirme, ısıtma,
ekstraksiyon, reaksiyon ürünleri, ayırma, taşıma ve kalite kontrol işlemlerinden
kaynaklanabilir. Potansiyel kirletici miktarının su kalitesinde istenmeyen değişime sebep
olacak miktarda bulunmasıyla su kirliliği oluşmaktadır. Endüstriyel atıksular tesiste
çalışanların banyo, barınma ve yemekhanelerinden gelen evsel nitelikli suları da içermektedir.
Evsel ve endüstriyel atıksular arasında önemli farklılıklar bulunmaktadır. Meskenlerden,
ticarethanelerden, ofislerden ve diğer kuruluşlardan kanalizasyon sistemine evsel nitelikli
atıksular deşarj edilmektedir. Evsel atıksular organik ve inorganik maddeleri içerir ve %99’u
sudur. Askıda, koloidal ve çözünmüş maddeler atıksuda mevcuttur. İnsan atıklarını içeren
evsel atıksularda çok sayıda hastalık yapıcı (patojen) mikroorganizma bulunabilir. Bu
mikroorganizmalar insanlarda kolera, tifo ve tüberküloz gibi çeşitli hastalıklara sebep olabilir.
Su kaynaklı olarak oluşan viral hastalıklar bulaşıcı olabilir. Evsel atıksuyun inorganik
içeriğinde klorür, sülfatlar, azotlar, fosforlar ve karbonat ve bikarbonatlar bulunmaktadır.
Organik madde içeriğinin yaklaşık % 90’ını protein ve karbon hidratlar oluşturmaktadır.
Böylece evsel atıksular için arıtma tesisleri planlanırken bu içerik dikkate alınmaktadır.
Bölgesel olarak da atıksu karakterizasyonunda aşırı farklılıklar olmamaktadır.
Endüstriyel atıksular endüstri türüne ve işlenen hammaddeye bağlı olarak birbirinden çok
farklılıklar göstermektedir. Bazı endüstriyel atıksular aşırı organik içerikli, kolayca biyolojik
olarak ayrışabilir, aşırı inorganik içerikli veya zehirleyici özelikte olabilir. Yani toplam askıda
1
katı madde (TAKM), biyolojik oksijen ihtiyacı (BOİ) ve kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ) biriki mg/L’de birkaç bin mg/L’ye kadar değişim gösterebilmektedir (Jern, 2006).
Endüstriyel atıksular bazı parametreler bakımından çok zengin olabilirken arıtma için gerekli
diğer parametreler bakımından aşırı fakir olabilir. Kanalizasyona (pH:6-9) yada alıcı ortama
deşarj için uygun pH değerinde bulunmayabilir. Bir endüstriyel tesis içerisinde de zamana ve
proses ile aşamalara bağlı olarak oluşan atıkyunun karakteri diğerlerinden oldukça farklı
olabilmektedir.
Arıtma proseslerine karar vermeden önce mutlaka endüstriyel atıksu karakterizasyonu
yapılmalı ve uygun arıtma metotları belirlenmesi gerekmektedir. Canlıların yaşam
kalitelerinin bozulmaması ve gelecek kuşaklara daha iyi bir dünya bırakabilmek amacıyla
endüstriyel atıksuların belirlenen standartları sağlayacak seviyede arıtılması kaçınılmaz bir
durumdur.
2. Endüstriyel Atıksuların Sınıflandırılması
Endüstride proseste, proses dışında ve çalışanların ihtiyaçları için su kullanılmaktadır. Bu
sebeple endüstriyel atıksu kaynakları sınıflandırılırken suyun kullanım yeri ve kirletici
özellikleri dikkate alınmaktadır. Buna göre endütriyel atıksular üç ana sınıfa ayrılmaktadır
(Tünay, 1996; Alp, 2009). Bunlar:
• Proses Atıksuları
• Proses Dışı Atıksular
• Evsel Nitelikli Atıksular
olarak ifade edilmektedir.
Proses atıksuları, proseslerde su kullanımı sonucunda veya proses sırasında oluşan ve
kirlenmiş olan atıksulardır. Proses atıksularına aşağıdakiler örnek olarak verilebilir.
-Metal son işlemlerinde kaplama banyolarının dökülmesi
-Plastifiyan üretiminde reaksiyon suları ve ürün yıkama suları
-Gübre üretiminde ana çözelti atıksuları
-Boya endüstrisinde tanka yıkama atıksuları
-Temaslı soğutma atıksuları
-Açıkta depolanan maddelerin sızıntısı dolayısı ile yağmur suları
-Temizlik ve yıkama suları
Proses dışı atıksular, kirlenme içermemeleri veya az kirletici içermeleri ve arıtma
ihtiyaçlarının sınırlı olduğu atıksulardır. Proses dışı atıksulara aşağıdakiler örnek olarak
verilebilir.
-Temassız soğutma suları
-Kazan suyu(yumuşatma ünitesi) hazırlama atıksuları
-Kazan kondensat suları
-Rejenerasyon atıksuları
-Kirlenmemiş saha drenaj suları
-Yağmur suları
2
Evsel nitelikli atıksular, personelin duş, tuvalet kullanımları, kafeterya, yemekhane,
misafirhane gibi yerlerden kaynaklanan atıksulardır. Kirleticileri, evsel atıksulara benzemekle
beraber kirletici parametrelerin değerleri ve birbirlerine oranları evsel atıksudan farklılık
gösterebilirler.
3- Endüstrilerin Kirlenme Bazında Sınıflandırılması
Endüstriler yapı itibari ile oldukça karmaşık bir yapıya ve birbirleri ile belirli bir ilişkiler
içerisinde bulunan kuruluşlardır. Bu karmaşık yapı içerisinde endüstrilerin çeşitli amaçlar için
değerlendirilebilmeleri için çeşitli sınıflandırmalarının yapılması gerekmektedir. Bu
sınıflandırma aşağıda verilen başlıklar göz önüne alınarak yapılabilir (Tünay, 1996, Alp,
2009):
•Üretim prosesi ve teknolojisi
•Hammaddeler
•Ürünler
•Su kullanımı
•Tesis büyüklükleri
•Tesis yaş ve verimleri
•Personel sayıları
•Atıksu özellikleri
•Atıksu arıtma teknolojileri
•Yatırım maliyetleri
4- Endüstriyel Atıksu Karakterizasyonunda Kullanılan Birimler
Endüstriyel atıksu karakterizasyonunda kullanılan birimler konsantrasyoni kirlilik yükü, debi
ve nüfus eşdeğeridir ((Tünay, 1996, Alp, 2009):
Konsantrasyon: Atığın birim hacim içindeki değeridir. Atıksu için kullanılan konsantrasyon
birimleri:
•
•
•
Kütle bazında: mg/L. , kg/m3
Hacim bazında: mL/L. L/m3
Yüzde bazında: % m/m % v/v
olarak ifade edilebilir.
Kirlilik yükü: Deşarj edilen atığın kütlesel miktarını ifade eder. Atıksu için kullanılan kirlilik
yük birimleri:
•
Zaman bazında yük: kg BOİ5/gün
•
Üretim bazında yük: kg BOİ5/ton boyanmış kumaş
kg KOİ/m3 bira
kg TKN/ton kağıt
kg Ağırmetal/m2 yüzey kaplama
3
olarak ifade edilebilir. Kirlilik yük hesabı için kirletici konsantrasyonu ve debi bilinmesi
gerekmektedir. Konsantrasyon x Debi= mg/Lx m3/gün = g kirletici/ gün şeklinde ifade
edilebilir.
Örnek: Bir gıda tesisi 1000 mg BOİ5/L içeren ve 100 m3/gün debide atıksu üretmektedir. Bu
tesis için BOİ5 kirlenme yükünü hesaplayınız.
Kirlenme yükü(kg BOİ5/gün) = (1000 mg BOİ5/L)x(100 m3/gün)/1000
= 100 kg BOİ5/gün
Debi: Atığın birim zamanda oluşan hacimsel miktarını ifade etmektedir. Atıksu için
kullanılan debi birimleri:
•
•
Zaman bazında: m3/saat, L/s, m3/gün
Ürün bazında: m3/ton ürün veya m3/ton hammadde
olarak ifade edilir.
Nüfus eşdeğeri: Atığın kirlenme yükünün nüfus cinsinden ifadesidir. Nüfus eşdeğerinin
hesaplanabilmesi için kişi başına su kullanımı ve kirletici yükünün bilmesi gerekmektedir.
Örnek: Kirlenme yükü 50 kg BOİ5/gün olan endüstrinin nüfus eşdeğerini hesaplayınız.
Kabuller: İstanbul’da kişi başına evsel atıksu miktarı, 200 L/nüfus.gün
Evsel atıksuda BOİ5 konsantrasyonu 250 mg/L.
Çözüm:
Kişi bazında kirlenme yükü
= (250 mg BOİ5/L)x(200 L/kişi.gün)/1000
= 50 g BOİ5/kişi.gün
Nüfus eşdeğeri = (100 kg BOİ5/gün)x1000/(50 g BOİ5/kişi.gün)
= 2000 kişi eşdeğeri
5- Atık Araştırması
Endüstriyel atık araştırması, su kullanan ve atık üreten tüm proseslerin kütle dengesini ve
belirli proseslerde ve tüm tesiste atık karakteristiklerindeki değişimleri içeren bir prosedürdür.
Atık araştırması, endüstrilerde iki amaca yöneliktir: Proses profilinin çıkarılması ve kirlenme
profilinin çıkarılması (Öztürk ve diğ., 2004; Tünay, 1996). Atık araştırması,
•Tesisin proses profilinin çıkarılması
•Literatürden yararlanılması
•Numune alma ve analiz proğramının yapılması ve elde edilen sonuçların değerlendirilmesi
şeklinde yapılır. Detaylı olarak bakıldığında ise;
•Endüstriyel proseslerin akım şemasının çıkarılması
•Proses çalışma düzenlerinin belirlenmesi (sürekli, kesikli, yarı sürekli)
•Proseslerde kütle ve enerji dengelerinin kurulması
•Atıkların üretildikleri kademelerin belirlenmesi
4
•Tesis içi kontrol önlemlerinin belirlenmesi
•Kanal şebekelerinin belirlenmesi
•Deşarj yer ve şekillerinin belirlenmesi
•Arıtma tesislerinin yeri ve özellikleri(varsa)
•Tehlikeli atıkların kaynak, miktar ve özelliklerinin belirlenmesi
•Katı atık miktar ve kaynaklarının belirlenmesi
•Hava kirlenmesinden kaynaklanan atıksu miktar ve özelliklerinin belirlenmesi
ele alınır. Atık araştırmasında, gerekli bilgileri minimum emek ile gerçekleştirmek için takip
edilecek genel prosedür dört adımda özetlenebilir (Öztürk ve diğ, 2004):
1. Fabrikadaki bir mühendisin yardımı ile proses bazında kanal sistemin haritası
hazırlanır. Bu harita örnekleme istasyonları ve beklenen atıksu debilerini içermelidir.
2. Örnekleme ve analiz çizelgesi hazırlanır. Debiyle orantılı, sürekli örnek alınması en iyi
yöntemdir ancak bu tarz örnek alma yerine göre uygun olmayabilir. Kompozit örneğin
periyodu ve örnekleme sıklığı o prosese göre belirlenir. Bazı sürekli proseslerde 8, 12
veya 24 saat boyunca saatlik örnekleme yapılır. Çok dalgalanma gösteren proseslerde
ise 1 veya 2 saatlik kompozit alınıp analiz edilmesi gerekebilir. Endüstriyel atıksu
arıtma tesislerinde belli kapasitede dengeleme ve depolama kapasitesi olduğundan
daha sık örnekleme nadiren gerekir. Kesikli prosesler ise kesikli deşarj sırasında
kompozitlenmelidir.
Örneklerde yapılacak analizler analizin karakterine ve amacına bağlıdır. Örneğin, pH
anlık örneklerde ölçülmelidir. Çünkü bazı durumlarda kompozitleme ile çok asidik
veya bazik sular nötralize olarak tasarımda yanlış bilgiye neden olabilir. Kısa kalış
süreli biyolojik arıtma tesisi tasarımı söz konusu olduğunda BOI yüklerindeki
değişimler, 8 saatten daha kısa kompozit örnek alımını gerektirebilir. Havalandırmalı
lagünlerde ise 24 saatlik kompozit yeterli olmaktadır. Azot ve fosfor, gerekli besin
elementi ihtiyacını belirlemek amacıyla ölçülüyorsa, biyolojik sistemin belirli
derecede tampon kapasitesi olduğundan 24 saatlik kompozitte ölçülmesi yeterlidir.
Biyolojik sistem için toksik deşarjlar istisnadır. Bazı toksik maddelerin tek dozu
biyolojik prosesi bozacağından bu tür maddelerin sürekli ölçülmesi gerekir. Toksik
maddelerin mevcut olması durumunda arıtma tesisinde ayrıca dikkate alınmaları
gerekir.
3. Atıksu debi dengesi çizelgesi hazırlanır. Datalar toplanıp analizler yapıldıktan sonra
tüm önemli atıksu kaynaklarının dikkate alındığı su denge diyagramı hazırlanır. Bir
mısır işleme prosesi su denge diyagramı Şekil 1’de verilmiştir.
5
Şekil 1. Mısır işleme tesisi akış-madde denge diyagramı (Öztürk ve diğ, 2004)
4. Önemli atık karakterlerindeki istatistiksel değişimler oluşturulur. Bazı atık
karateristiklerindeki değişimler atıksu arıtma tesisi tasarımında çok önemlidir. Bu tür
verilerin eklenik olasılık dağılımlarını veriler olasılık eğrisi olarak oluşma gösteren
özel grafikler hazırlanmalıdır. Bu şekilde hazırlanmış bir grafik Şekil 2’de verilmiştir.
Şekil 2. Ham atıksuda BOI ve AKM’nin eklenik olasılık dağılımı (Öztürk ve diğ, 2004)
6- Numune Alma ve Karakterizasyon
Numune alma ve karakterizasyon esas olarak (Alp, 2009),
•Numune alım noktalarının seçilmesi
•Numune türlerinin seçilmesi
o Kompozit numuneler(debi ağırlıklı veya zaman ağırlıklı)
o Tekil numuneler
•Numune alma sayı ve sıklığının belirlenmesi
•Ölçülecek parametre ve ölçüm yöntemlerinin belirlenmesi
aşamalarını kapsayan ayrıntılı bir çalışmadır.
6
7- Proses ve Kirlenme Profili
Bir endüstri tesisinde yer alan her bir proses için su kullanımı ve atıksu oluşumunun zaman ve
üretim bazında ifade edilmesi proses profili olarak tanımlanır. Proses profilinde, literatürde
benzer endüstriler için verilen değerlerle mukayese yapılır. Uyumsuzluklar varsa nedenleri
araştırılır. Literatürle karşılaştırma deney maliyetleri ve süresini kısaltır (Tünay, 1996; Alp,
2009).
Kirlenme profili, bir endüstri tesisinin atıksu miktar ve kirletici özelliklerinin proses ve alt
kategori bazında, mevcut ve gelecekteki durum için ortalamalar cinsinden ifadesidir (Tünay,
1996; Alp, 2009).
8- Atıksu debisinin hesaplanması
Endüstriyel atıksu debilerinin belirlenmesinde esas olan debinin kaynağında belirlenmesidir.
Teknoljik imkanların artmasıyla bir çok debi ölçüm metodu güvenilir olarak
kullanılabilmektedir. Endüstriyel atıksuların debileri belirlenirken endüstriyel işlemlerden
kaynaklanan, evsel nitelikli ve sızma sebebiyle oluşan atıksuların tümü dikkate alınmaktadır
(Kestioğlu, 2001).
Qp= Qevsel+Qendüstriyel+Qsızma
(1)
Burada Qp proje debisini (m3/gün), Qevsel endüstride oluşan evsel nitelikli atıksu debisini
(m3/gün) , Qendüstriyel endüstriyel faaliyetlerden kaynaklanan atıksu debisini (m3/gün) ve Qsızma
atıksu kanalına giren giren yer altı suyu debisini (m3/gün) göstermektedir.
Endüsriden kaynaklan atıksu miktarı aşağıdaki bağıntıyla hesaplanabilir.
Qevsel= qmaxx N
(2)
Burada qmax kişi başına tüketilen maksimum su miktarını (L/kişi-gün) ve N ise endüstride
çalışan kişi sayısını göstermektedir.
Günümüzde bir çok endüstriyel tesisin kanalizasyon sisteminde PVC ve benzeri sızdırmaz
özelliği çok zayıf olan borular kullanılmaktadır. Bu sebeple genellikle sızma debisi ihmal
mertebesindedir. Beton yada betonarme boru kullanılna sistemlerde ise su toplama havzasına
ve kanal uzunluğuna göre sızma debileri hesaplanmaktadır. Su toplama havzasına göre sızma
debisi aşağıdaki bağıntıyla hesaplanabilir (Kestioğlu, 2001).
Qsızma=qi x A
(3)
Burada qi yer altı suyunun yüksekliğine bağlı olarak birim zamandaki sızma debisi (L/s.ha)
(0,06 ila 0,6 L/s.ha arasında değişmektedir) ve A ise kanalizasyon sisteminin atıksuyununu
topladığı endüstriyel alanı (ha) göstermektedir.
Kanal uzunluğuna göre sızma debisi aşağıdaki bağıntı ile hesaplanabilir.
Qsızma=qi x L
(4)
7
Burada qi birim kanal uzunluğu başına sızma debisini (L/s.m) ve L ise kanalizasyon
uzunluğunu (m) göstermektedir.
Proseslerden kaynaklanan atıksularının debisinin belirlenmesinde en etkili yöntem direkt
olarak debiyi ölçmektdir. Bu ölçüm 24 saat süresince sürekli olabileceği gibi 24 saat süresince
kopmozit numune alınmalarında da debi ölçümleri yapılabilir. Endüstrinin su ihtiyacı ile
birlikte günlük, haftalık, aylık ve yıllık üretim değişileride dikate alınmalıdır. Baze ileriye
dönük üretim projeksiyonlarının da dikkate alınması gerekmektedir. Endüstrilerin çalışma
saatleri farklılıklar gösterebilmektedir. Günde 8 saat, 16 saat veya 24 saat gibi. Bu sebeple
günlük ve saatlik debiler ölçülmeldir. Endüstride atıksu debilerinin proses bazında da
belirlenmesi gerekebilir. Proses bazında belirlenen debiler toplanarak endüstriyel proseslerden
kaynaklanan debiler belirlenebilir (Kestioğlu, 2001).
Fabrikanın çalışma saatlerine göre maksimum, minimum ve ortalama saatlik debiler
belirlenir. Izgaralar, terfi merkezleri ve kum tutucular maksimum saatlik debiye göre
boyutlandırılmaktadır.
Günümüzde kullanılan debi ölçüm metotlarının bazıları Tablo 1’de görülmektedir.
Tablo 1. Debi ölçüm metotları (Kestioğlu, 2001; Gönüllü, 2004)
Debi ölçüm metodu
Ölçümde kullanılan yöntem
• Venturimetre
• Akım hüzmesi
• Orifis
Borularda debinin ölçülmesi
• Pitot tüpü
• Magnetik ölçer
• Rotametre
• Dolu akan borularda;
o Hüzmeler ve orifisler
o Düşey açık uçtan akış
Atmosfere açık borularda debinin ölçülmesi • Kısmen dolu akan borularda;
o Kaliforniya boru metodu
o Açık akış huzmesi
Açık kanallarda debinin ölçülmesi
Değişik metotlar
• Akım ölçülerek debinin ölçülmesi
• Derinlik ölçülerek debinin ölçülmesi
• Yüzey hızı ve derinlik hesaplanarak
debinin ölçülmesi
• Pitot tüpleri
• Savaklar
• Özel savaklar
• Sulandırma metodu
• Tanklarda seviye değişim metodu
• Debi ölçer cihazlarının yerleştirilmesi
Bu yöntemler haricinde debi değerinin yaklaşık olarak bulunmasına yardımcı olacak
yöntemlerde bulunmaktadır. Bunlar;
• Bir hammadde miktarını dikkate alarak debinin hesaplanması
8
• Endüstri kuruluş alanı dikkate alınarak atıksu debisinin belirlenmesi
olarak ifade edilmektedir.
Bir hammade miktarını dikkate alarak debinin belirlenmesinde en önemli husus birim
hammadde miktarına düşen atıksu miktarının doğru olarak bilinmesidir. Örnek olarak Büyük
baş hayvan derisinin işlemesi için gerekli birim debi 25 m3/ton deri olarak biliniyorsa işlenen
deri miktarı dikkate alınarak debi hesabı yapılabilir.
İller bankası endüstrileri kuruluş alanlarına göre su tüketimi yönünden üç gruba ayırmıştır.
Her gruptan birim alanda oluşacak atıksu miktarıda belirtilmiştir. Bunlar;
Büyük ölçekli sanayi kuruluşları : 1,5 L/s.ha
Orta
büyüklükteki
sanayi : 1 L/s.ha
kuruluşları
Küçük ölçekli sanayi kuruluşlar
: 0.5 L/s.ha
şeklindedir. Eğer sanayi kuruluşunun alanı biliniyorsa debiside yaklaşık olarak hesaplanabilir.
9- Endüstriyel Atıksu Yönetimi
Endüstriyel atıksu yönetiminde,
•Yeni kurulacak endüstriler için temiz teknoloji seçimi
•Tesis içi kontrol
•Atıksuların arıtılması(deşarj standartlarının sağlanması)
yaklaşımları yer almaktadır (Alp, 2009).
10- Deşarj Standartları
Deşarj standartları, atıksuların alıcı ortamlara deşarjı için sahip olmaları gereken özelliklerdir.
Bu özellikler kirletici parametreler için konsantrasyon ve yük bazında tanımlanır. Doğrudan
alıcı ortam (göl,deniz,akarsu) yada kanal şebekesine deşarj seçeneklerine göre belirlenir.
Deşarj standartları, alıcı ortamın belirlenen amaçlarla kullanımını sağlamalı ve alıcı ortam
kalitesini hedeflenen kalite seviyesine çıkaracak şekilde geliştirmelidir. Kısıtlamalar dengeli
ve ekonomik ve teknolojik olarak uygulanabilir olmalıdır. Kontrolü mevcut imkanlarla
yapılabilmelidir.
Deşarj standartları,
•Alıcı Ortam kalitesine dayanan standartlar (Su kalitesi modelleri)
•Teknoloji bazlı standartlar (Best Practicable Control Technology-BPT ve Best Available
Technology Economically Achievable-BATEA)
şeklinde sınıflandırılır (Alp, 2009).
9
11- Ortak Arıtma
Ortak arıtma, evsel ve endüstriyel atıksuların birlikte ortak bir arıtma sisteminde arıtılmasıdır.
Uygulamaları, Organize Sanayi Bölgeleri ve yerleşim yerleri yakınındaki endüstrilerdir.
Ortak arıtma, insan gücü ve arazinin daha etkin kullanılmasına, debi değişimlerinin
dengelenmesine, büyük arıtma debileri dolayısı ile daha farklı alternatiflerin seçilebilmesine,
arıtmada gerek duyulan besi maddesinin (Nütrient) evsel atıksulardan sağlanmasına ve deşarj
kontrollerinin daha basit ve etkili yapılabilmesine imkan verir (Alp, 2009).
12- Ön Arıtma
Ön arıtma, birden fazla atıksu kaynağından toplanan atıksuların birleştirilerek tek bir sistemde
arıtılması durumunda (ortak arıtma), ortak sistemlere ve çevreye zararlı olacak bileşenlerinin
zararsız düzeye indirilmesi ve gerekiyorsa atık yüklerinin ortak arıtma için uygun düzeye
getirilmesi için arıtılmasıdır.
Ön arıtma, kanalizasyon sistemini korumalı, bakım ve onarım personelini korumalı, çevreyi
korumalı ve ortak arıtma sisteminin çalışmasını korumalıdır (Alp, 2009).
13- Türkiye’de Yasal Düzenleme
Endüstriyel atıksuların kontrolü için mevcut durumda yasal düzenleme, Su Kirliliği Kontrolü
Yönetmeliği (SKKY)dir. Her bir endüstri için ayrı ayrı altbaşlıklar altında, deşarj kriterleri
getirilmiştir.
14- Su Tekrar Kullanımı ve Kaynakta Atık Kontrolü
Endüstriyel proseslerde, ürün kalite kontrolü ile tekrar kullanım için üst limit belirlenir.
Örneğin kağıt endüstrisinde kapalı sistem su devresinde çözünmüş organik maddeler her bir
çevrimde bir miktar daha artarak birikirler. Bu da kabuk kontrol maliyetini yükseltir, kağıt
makinelerinin kapalı kalma sürelerini arttırır, bazı durumlarda da kağıt stoklarında renk
bozulmalarına neden olur. Maksimum geri kazanım bu problemler ortaya çıkmadan önce
gerçekleşir (Öztürk ve diğ, 2004).
Tekrar kullanım söz konusu olduğunda suyun kullanılacağı amaca göre arıtma seviyeleri de
farklı olur. Kağıt makineleri duş sularında püskürtme uçlarında tıkanmaya neden olmamak
için tekrar kullanılacak suda katıların giderilmesi gerekir. Domates işleme tesislerinde
domates yıkama suyunun saf olması gerekmez, ancak mikrobiyolojik kirlenmeye yol
açmamak üzere dezenfeksiyon gerekir.
Yan ürün geri kazanımı genellikle su tekrar kullanımı ile birlikte olur. Kağıt üretiminde elyaf
geri kazanımı arıtılmış suyun tekrar kullanımına olanak verir. Kaplama tesislerinde yıkama
sularının iyon değiştirmeye tabi tutulması ile tekrar kullanılabilir kromik asit elde edilir.
Endüstride buna benzer birçok durum vardır.
10
Bira üretiminde su tasarrufu 3. yıkamanın kaynatmada ve sonraki yıkamanın fıçı temizlemede
kullanımı ve soğutma suyunun temizleme amacıyla kullanımı ile sağlanır. Toplam atık yükü,
atık taneciklerin yarı kuru vaziyette ayrılması, mayanın fermentörlerden filtrasyon ve kurutma
için uzaklaştırılması ve soğuk depolama tanklarında çökeltinin çamur halinde uzaklaştırılması
ile azaltılabilir. Birçok durumda bu operasyonlar sonucu ticari değeri olan yan ürünler elde
edilir (Öztürk ve diğ., 2004).
Rafinerilerde kullanılmış kostik çözeltisi yüksek konsantrasyonda sülfür, merkaptan ve
fenolat içerir. Bu atığın arıtma tesisine verilmeksizin bağımsız olarak arıtımı, arıtma tesisi
maliyetini önemli ölçüde düşürerek ticari değeri olan ürüne dönüştürülebilir.
Bir çok kimyasalın üretildiği bir organik kimya endüstrisinde detaylı bir atık yükü azaltma
çalışması sonucu kaynakta atık kontrolü ile 42,000 m3/gün debi ve 25,300 kgBOI/gün lük
BOI yükü 31,400 m3/gün ve 16,800 kgBOI/gün’e indirilmiştir (Eckenfelder, 1999). Bu sonuca
ulaşmak için yapılmış çalışmalar Tablo 2’de verilmiştir.
Tablo 2. Atık yükü azaltmak için proses içi değişiklikler (Eckenfelder, 1999)
Toplam azalan
Değişiklik
Açıklama
atık yükü, %
Ekipman revizyonu ve
ilavesi
25
Ünitenin kapatılması
Sıyırıcının
değiştirilmesi
Ayırma, toplama ve
yakma
Eski ünite veya üründen dolayı ünitenin
kapatılması. Bu kapatmalar kirliliğin sonucu
değildir ancak kirlilikten dolayı
hızlandırılmıştır.
Çıkış gazlarının yakılması sırasında amin
çıkışına neden olan sıyırıcının değiştirilmesi
Diğer bazı projeler
3
Belirli konsantre atıksu akımları
35
Ham maddeyi
değiştirme
Tekrar proses etme
10
3
Belirli proseslerdeki yan akımları daha çok
ürün geri kazanma ve atıksu akımını
konsantre etmek üzere toplama ve ilave
işleme tabi tutma
Tek tek büyük çapta atık azalmasına neden
olmayacak çeşitli değişiklikler
21
Proses düzenlemeleri ile bazı atıksu akımları azaltılabilir veya ortadan kaldırılabilir. Buna en
çarpıcı örnek boyama hatlarında tasarruflu ve sprey yıkamalı tankların kullanımıdır. Bu
sayede atıksu debi ve konsantrasyonunda belirgin bir düşme sağlanır. Süt endüstrisinde
sızıntıları toplayacak şekilde ekipman değişiklikleri atıksu kanalına gidecek BOI yükünün
11
azalmasına neden olur. Tekstil üretiminde haşıllama maddesinin değiştirilmesi arıtıma girecek
net kirlilik yükünün düşmesini sağlar.
Bunların dışında çeşitli endüstrilerle ilgili bir çok örnek mevcuttur. Su tekrar kullanımı ve yan
ürün geri kazanımı olanakları ile ilgili olarak atıksu arıtma gereksinimleri geliştirilmeden önce
kirlilik profili analizi yapılmalıdır.
Arıtma tesisi tasarım kriterleri geliştirilmeden önce bazı atıkların ayrılması dikkate
alınmalıdır. Bazı eski tesislerde bu ekonomik veya mümkün değildir. Bazı atıkların
birleştirilmesinin tehlike arz edeceği durumlarda ayırma gerekebilir. Örneğin kaplama
endüstrisinde asidik metal banyosu atıklarının siyanürlü sularla karışması sonucunda toksik
HCN oluşur.
Endüstrilerde, atıksu akımının bir bölümünün askıda katı yükünün büyük bir bölümünü
oluşturması gibi durumlarda sadece atıksuyun bu bölümünde AKM giderimi yapılması
gerekir.
Soğutma suları gibi kirlenmemiş sular ayrılarak alıcı ortama doğrudan deşarj edilirler.
Atıksu tekrar kullanımı, yan ürün geri kazanımı ve atık ayrılması, atık arıtımı proses tasarım
için temel teşkil edecek revize kütle dengesi-akış diyagramının oluşmasını sağlayacaktır.
15- Endüstriyel Atıksuların Çevresel Etkileri
Endüstriyel atıksuların su ve çevre üzerindeki etkileri aşağıda belirtilmektedir (Jern, 2006).
Fiziksel etkiler: Bunlar su içerisindeki berraklığı ve çözünmüş oksijenin dağılmasını
etkilemektedir. Organik ve inorganik maddelerin oluşturduğu bulanıklık suyun berraklığını
etkilemektedir. Bulanıklık ışığın nüfuz etme mesafesini ve dolaysıyla fotosentezi azaltır. Su
içerisinde yaşayan canlıların yiyeceklerine ulaşması bulanıklık sebebiyle zorlaşmaktadır.
Bulanıklığı oluşturan çok küçük parçacıklar balıkların solungaçlarını tıkayabilir ve onların
ölümlerine sebep olabilir. Çökebilen partiküller suda yaşayan biti yaprakları üzerinde ve su
kaynağının tabanında birikerek çamur tabakalarının oluşturmaktadır. Biriken çamur tabakası
içerisinde bulunan organik maddeler zamanla ayrışarak kötü kokular ortaya çıkmaktadır. Suda
çökmeyen yani yüzen partiküller maddeler ise su üzerinde köpük (pislik) tabakalarını
oluşturmaktadır. Bu tabaka ışık geçirgenliğini ve çözünmüş oksijenin dağılımını da olumsuz
yönde etkilemektedir. Çoğu standartlarda arıtılmış suların alıcı su ortamına deşarj edilebilmesi
için TAKM konsantrasyonunun 30-50 mg/Larasında olması gerektiği belirtilmektedir.
TAKM yanı sıra endüstriyel atıksularda yağ ve gres de bulanabilir. Bu yağ ve gresin bir kısmı
organik olabilirken, ekseriya bölümü mineral kökenlidir. Mineral yada organik olmasına
bakılmaksızın yağ ve gres hava ile su arasında geçişleri engelleyen bir bariyer görevi
görmektedir. Böylece havadan su ortamına oksijen girişi engellenir. Evsel atıksuların aksine,
endüstriyel atıksuların sıcaklığı çoğunlukla ortam sıcaklığında daha yüksek olabilmektedir.
Alıcı su ortamında sıcaklığı yükselmesi oksijenin çözünürlüğünü azaltmaktadır. Alıcı
ortamdaki suda ani sıcaklık artışı sıcaklığa duyarlı su canlılarının ölümüne sebep olmaktadır.
Isı artışı her canlı organizmada farklı etkiler yapmaktadır. Bazı canlı türlerinin daha hızı
üremelerine sebep olabilir. Bu büyümenin de sınırlı olması gerekmektedir. Aksi halde sınırlı
canlı türü suda baskın halde bulunur.
12
Oksidasyon ve nihai çözünmüş oksijen: Su ortamı atmosferden ve su canlılarının fotosentetik
aktiviteleri sonucu oluşan oksijen kaynaklarına sahiptir. Bu ortamın belirli bir oksijen transfer
kapasitesi bulunmaktadır. Algler su ortamında oksijen oluşturmada önemli rol almaktadırlar.
Organik ve inorganik maddelerin biyolojik (BOİ) yada kimyasal (KOİ) oksidasyonlarında
oksijen kullanmaları neticesinde su ortamındaki çözünmüş oksijen (DO) konsantrasyonunda
azalmalar olmaktadır. Çözünmüş oksijen konsantrasyonun aşırı azalması septik şartları
oluşturmaktadır. Bu şartlarda oluşan anaerobik ve fakültatif mikroorganizmalar kötü kokular
ortaya çıkarmaktadır. Oksijenin azalması aerobik canlıların ölmesine sebep olmaktadır. Balık
gibi yüksek oksijen ihtiyacı gösteren canlılar DO konsantrasyonunun 3-4 mg/L’ye düşmesiyle
ölmektedir. Balıklarda olduğu gibi, su ortamında DO sıfır olmadan da canlı yaşamları
etkilenmektedir. Su ortamında inhibitör maddelerin bulunması su ortamında canlı yaşamını
etkilemektedir. 10 0C sıcaklığın artmasıyla canlı organizmalarının metabolik faaliyetleri
yaklaşık iki kat artmaktadır. Metabolik faaliyetlerin artması su ortamında daha fazla oksijen
ihtiyacı gerektirmektedir. DO’nun su canlı yaşamı üzerinde önemli etkisi olması sebebiyle,
endüstriyel atıksular deşarjlarında BOI5 parametresinin belirlenmesi önem arz etmektedir.
Bazı standartlarda atıksu deşarjlarında müsaade edilecek BOI5 değerleri 20 ila 50
mg/Larasında değişmektedir.
İnhibisyon/zehirlenme ve kalıcılık: Bu etkiler organik yada inorganik maddelerden
kaynaklanmaktadır. Etkiler akut veya kronik olabilir. Tarım ilaçları ve ağır metaller
zehirleyici maddelere örnek olarak gösterilebilir. Bazı endüstriyel atıksular inhibitör yada
toksik maddeleri içermektedir. Bir ekosistemde bu maddelerin bulunması ortamda sadece
dayanıklı türlerin kalmasına sebep olmaktadır. Duyarlığı düşük türler yok olacaktır. Biyolojik
sistemler üzerinde etkisi olan böyle maddelerin bilinmesi yalnız çevrenin korunması açısından
değil aynı zamanda bu atıksuların biyolojik sistemlerle arıtılabilirliği açısından da önemlidir.
Bu kirleticilerin arıtma sonrası çok küçük konsantrasyonlarda bulunmaları bile alıcı su aortamları üzerinde olumsuz etkiler oluşturması yeterlidir. Örneğin içme suyu kaynağı olarak
kullanılan bir su ortamına deşarj edilen düşük konsantrasyonda bulunan fenol su arıtımı
sonunda ilave edilen klor ile reaksiyona girerek klorofenol oluşturmaktadır. Kloro-fenol içme
sularında istenmeyen tat ve konunun oluşmasına sebep olmaktadır. İnhibitör yada toksik
olabilen organik maddeler aynı zamanda biyolojik olarak bozunmaya karşıda dirençlidirler.
Bu tür kirleticiler organizmalar içerisinde birikmektedir. Belirli konsantrasyona ulaşınca
organizmaları zehirlemekte yada besin zinciri vasıtasıyla canlılara geçmektedir.
Ötröfikasyon: Azot ve fosfor bileşiklerinin su ortamına deşarjları ile canlı aktivitelerinde artış
olmasına sebep olmaktadır. Canlıların aktivitelerinde meydana gelen artış aşırı büyümelerine
sebep olabilir. Bitkiler ve algler bu canlılardandır. Bu aşırı büyüme ve artışlar su ortamında
bulanıklık oluşturmakta, DO tükenmesine yol açmakta ve toksik etki yapabilmektedir.
Kirlenmemiş su ortamında alg büyümesi yada artışı sınırlıdır. Çünkü su ortamı nutrient
bakımından zengin olmadığından büyüme sınırlı olabilmektedir. Azot, fosfor, karbon gibi
makro nutrientler ile kobalt, mangenzyum, kalsiyum, potasyum, mangan, bakır ve demir gibi
mikro nutrientlerin su ortamında bulunması halinde, ötrofikasyon oluşumu için yeterli besi
maddesi bulunmaktadır. Mikro nütrientler genelde su ortamında mevcuttur. Bu durumda azot
ve fosfor gibi makro nütrient eksikliği söz konusudur. Bu makro nütrientlerin mevcudiyetiyle
ortamda ötrofikasyon olabilir. Bazı endüstriyel atıksular azot ve forfor içerebilir. Endüstriyel
atıksular arıtılırken fosforun yada azotun aşırı giderimi ötrofiksyonun önlemesi için
gerekmektedir. Ötrofiksayon için gerekli şartlar ve besi maddelerinin mevcut olması halinde
alg patlamaları olabilir. Estetik sorunlar oluşması yanı sıra alg patlaması balık türleri ve
üretimini azaltmaktadır. Genelde endüstriyel atıksular azot ve fosfor bakımından fakirdir. Bu
13
atıksuların biyolojik arıtılabilirliği için dışarıdan da azaot ve fosfor ilave edilmektedir.
Biyolojik arıtma için C/N/P oranının 100/5/1 olması ile minimum şartlar sağlanmaktadır.
Patojenik (Hastalık yapıcı) etkiler: Patojenler hastalık yapıcı organizmalardır.
Bu
organizmaların insan yada hayvanla teması neticesinde enfeksiyon oluşmaktadır. Patojenler
bakteriler, virüsler, protozoalar ve helmintleri içermektedir. Evsel ve tıbbi atıksularda fazla
sayıda patojen mikroorganizma bulunurken, endüstriyel atıksularda genelde patojen
mikroorganizma bulunmaz. Fakat tarım sanayiden kaynaklanan atıksularda patojen
mikroorganizmalar bulunabilir. Patojenleri ihtiva eden atıksular alıcı ortamlara deşarj
edildiğinde su kaynağıda kirletilmiş olunur ve su temini için yapılan arıtmada dezenfeksiyon
yapılması önem kazanmaktadır. Cryptosporidum ve Giardia protoza grubu organizmalardır.
Bunlar zamanla dezenfeksiyona karşı direnç kazanabilmektedir. Bunların suda bulunması
mide bağırsak hastalığına, isale, karın ağrısına, mide bulantısına ve istifrağ etmeye sebep
olabilir.
Yukarıda atıksuların çevresel etkileri belirtilmiştir. Bu bilgilere göre endüstriyel atıksularda
aşağıda belirtilen parametrelerin analiz edilmesi gerekmektedir (Jern, 2006).
• Askıda katı madde (AKM)
• Sıcaklık
• Yağ ve gres
• Biyolojik oksijen ihtiyacı (BOİ)
• Kimyasal oksijen ihtiyacı (KOİ)
• pH
• Spesifik metaller ve/veya spesifik organik bileşikler
• Azot ve/veya fosfor
• İndikatör mikroorganizmalar (örnek E. Koli) veya spesifik mikro-organizmalar
16- Endüstriyel Atıksu Karakterizasyonu
Atıksu arıtma tesisi dizaynırları ve operatörleri için atıksu karakterizasyonu hakkında bilgi
sahibi olmak oldukça önemlidir. Bu bilgi uygun tesis tasarımı, inşaatı ve işletimini
sağlayacaktır. Bir atıksu karakterizasyonunda dikkat edilmesi gereken özellikler aşağıda
belirtilmiştir (Jern, 2006).
•Biyolojik olarak parçalanabilirlik
•Kirletici konsantrasyonları
•Atıksuyun hacmi
•Atıksudaki değişimler
•İşletimde sorun yaratabilecek özel karakteristikler
Daha önce kurulmuş ve işletilen tesislerin var olması, belirli özelliklerin neden var yada yok
olduğunun ve değişimlerin neden oluştuğunun belirlenmesine yardımcı olacaktır. Bu inceleme
dizaynırların tesis kurulduğunda ne tür zorluklar veya sorunlar oluşacağını tahmin etmesine
yardımcı olacaktır.
Biyolojik olarak parçalanabilirlik: Biyolojik olarak parçalanabilen organik madde miktarının
yeterli olması ve biyolojik arıtmaya inhibisyon etkisi yapacak maddelerin bulunmaması
halinde yüksek giderim verimi ile çalışan bir biyolojik arıtma tesisi işletmek mümkündür.
14
Atıksuda bulunan organik maddeler biyolojik oksijen ihtiyacı (BOİ) ve kimyasal oksijen
ihtiyacı (KOİ) ile ifade edilmektedir. BOİ’de oksijen organik maddelerin parçalanması için
mikroorganizmalar tarafından kullanılmaktadır. KOİ’de ise oksijen tüm organik maddelerin
kimyasal olarak oksitlenmesi için gerekmektedir. KOİ ve BOİ arasındaki fark biyolojik olarak
ayrışamayan ve/veya zor ayrışan maddeleri ve KOİ:BOİ oranı atıksuyun biyolojik olarak
arıtılıp arıtılamayacağını göstermektedir. Endüstriyel veya evsel atıksularda her zaman KOİ
değeri BOİ değerinden büyüktür. Yani KOİ:BOİ>1’dir. KOİ:BOİ5 < 3 ise bu atıksu biyolojik
olarak arıtılabilir anlamına gelmektedir. Tablo 3’de 6 kümes hayvanı kesimhane atıksu
karakterizasyonu görülmektedir. Bu atıksularda KOİ:BOİ oranı 1.3:1-2.5:1 arasında
değişmektedir. Bu değerler atıksuyun biyolojik olarak arıtılabileceğini göstermektedir. Örnek5’de KOİ:BOİ oranı 3.3:1 ila 4:1 arasında değişmektedir. Bu atıksuyun sadece kesimhaneden
kaynaklanmadığı aynı zamanda pişirme ve diğer faaliyet atıksularınında karıştığı anlamına
gelmektedir. Bu atıksuyun biyolojik olarak arıtılabilirliği oldukça zordur.
Tablo 3. Kümes hayvanları kesimhane atıksu karakterizasyonu (Jern, 2006)
Parametreler/Örnekler Örnek-1 Örnek -2 Örnek -3 Örnek -4 Örnek -5 Örnek -6
Qort, m3/saat
24
9
40
66
18
16
3
Qpik, m /saat
45
15
70
85
20
—
KOİ, mg/L
2970
2700
2000–4000 5200 2000–2500 2300
1480
1100
1500–3000 2500
500–750
1200
BOİ5, mg/L
KOİ:BOİ
2.0:1
2.5:1
1.3:1
2.1:1 3.3:1–4.0:1 1.9:1
TAKM, mg/L
950
800
1000
1800
1000
1000
UAKM, mg/L
320
300
—
—
—
400
O&G, mg/L
80
100
200
1100
150–250
150
pH
6.0–7.5
6.0–8.0
6.5–7.5
6.0–8.0
6.0–8.5
6.0–7.5
Amm-N, mg/L
50
40
120
—
10–190
60–70
TKN, mg/L
200
170
200
310
15–300 200–250
26–30
—
26–34
26–34
26–34
26–35
Sıcaklık, ◦C
Tablo 3 tarım sanayinden kaynaklanan bir atıksuyu göstermektedir. Tarım sanayinden
kaynaklanan atıksular Tablo 3’de görüldüğü üzere her zaman biyolojik olarak ayrışmaya
uygun olmayabilir. Tablo 4’de tütün işleme atıksuları görülmektedir. Tablodan görüldüğü
üzere KOİ:BOİ oranı 6:1’dir. Bu oran atıksuların biyolojik olarak yeterli seviyede
arıtılamayacağını göstermektedir. Bu atıksu oldukça renklidir (kahverengi). Bu renk tütün
yapraklarından kaynaklanmaktadır. Bu yüksek KOİ:BOİ oranı bir kimya sektöründen
kaynaklanan atıksu karakterini göstermektedir. Mesela boya üretimi atıksularında KOİ: 4400
mg/L ve BOİ: 55 mg/L’dir. KOİ:BOİ oranı 80:1’dir. Bu atıksuyun biyolojik olarak
arıtılabilirliğinin çok zor olduğunu göstermektedir.
Tablo 4. Tütün işleme atıksuyu karakterizasyonu (Jern, 2006)
Parametreler
Değerler
3
Qort, m /gün
150
Vardiya sayısı, 1/gün
1 × 8 saat- vardiya
KOİ, mg/L
4500–11800
760–4200
BOİ5, mg/L
AKM, mg/L
140–600
Yağ& Gres, mg/L
10–40
pH
4.0–5.5
15
Kirletici konsantrasyonları: Bazen endüstriyel atıksuların sahip olduğu organik madde
miktarı evsel atıksulardan daha yüksektir. Organik gücü fazla olan sanayiler genellikle tarım
sanayidir. Tablo 5’da nişasta üretimi, şeker üretimi ve Hindistan cevizi kreması üretimi
atıksularının karakterizasyonu görülmektedir. Bu atıksuların önce anaerobik arıtımı yapılması
daha iyi olabilir. Böylece aerobik sisteme gelecek olan organik güç azaltılabilir. Anaerobik
arıtma ile enerji elde edilirken azaltılan organik güç (organik madde) sayesinde aerobik
sistemde de daha az enerji harcanabilir. Biyolojik arıtmada çözünmüş ve koloidal organik
maddelerin giderimi gerçekleşmektedir. Çünkü partiküler organik maddeler biyolojik arıtma
öncesinde olan fiziko-kimyasal ünitelerde giderilmektedir. Tablo 5’da görülen nişasta
üretiminde TAKM miktarı 23000 mg/L’dir. Fiziko kimyasal üniteler sonrasında bu değer
düşecek ve 41000 mg/L olan KOİ değeri de azalan TAKM miktarına bağlı olarak azalacaktır.
Hindistan cevizi kreması üretiminde TAKM miktarı 2900 mg/L olduğu için ileri düzeyde bir
fiziko kimyasal proses uygulaması yapmaya gerek duyulmamaktadır. Bu durumda Hindistan
cevizi kreması üretim atıksuyunda biyolojik ünite girişindeki KOİ değeri pek fazla değişiklik
olmayabilir (Jern, 2006).
Tablo 5. Nişasta üretimi, şeker üretimi ve Hindistan cevizi kresması üretimi atıksularının
karakterizasyonu (Jern, 2006)
Parametreler/Endüstri Nişasta üretimi Şeker üretimi Hindistan cevizi kreması
Qort, m3/gün
3.6 – 8 saat
120 - 20 saat
112 – 24 saat
BOİ5, mg/L
2700
25000
8900
KOİ, mg/L
41000
50000
12900
pH
6–7
—
4–5
TAKM, mg/L
23000
—
2900
Zn, mg/L
25
—
—
Yağ& Gres, mg/L
15
—
1560
0.2
—
—
S−1, mg/L
Cr(toplam), mg/L
0.2
—
—
B, mg/L
2
—
—
Fenol, mg/L
2
—
—
Sıcakılık, ◦C
—
—
25–28
TÇM, mg/L
—
100 000
—
Tablo 6’de içki imalathanesi atıksuları görülmektedir. Farklı hammaddelerin kullanılması ile
içki üretimi yapılabilir. Burada da 4 farklı hammadde kullanılarak üretim gerçekleştirilmiştir.
Bu hammaddeler atıksu karakterizasyonunu da etkilemektedir. Bu atıksularda da kirletici
parametreler kullanılan hammaddeye bağlı olarak değişim göstermektedir. Organik gücün çok
değişken olması seyreltmeden ve kullanılan hammadde özelliklerinden kaynaklanmaktadır.
Organik gücü en yüksek olan örnek-2’dir. Bu örnekte içki imalatında hammadde olarak melas
kullanılmaktadır (Jern, 2006).
Atıksuyun hacmi: Genelde endüstriyel atıksu hacminin evsel atıksulardan daha düşük olduğu
düşünülmektedir. Endüstriyel atıksu miktarları fabrikadan fabrikaya kullanılan proses türüne
göre farklılıklar göstermektedir. Tablo 5’da 3.6 m3/gün debisi olan nişasta üretimi ve 120
m3/gün debisi olan şeker üretimi mevcuttur. Bu değerlerden çok daha yüksek atıksu oluşturan
kağıt endüstrisi Tablo 7’de ve bira endüstrisi Tablo 8’da görülmektedir. Tablo 7’de görülen
Örnek-1’de üretilen atıksu miktarı yaklaşık 160000 kişi eşdeğeri ve aynı örnekteki BOİ
miktarı ise 1.7 milyon kişi eşdeğerine sahiptir (Jern, 2006).
16
Tablo 6. İçki imalathanesi atıksu karakterizasyonu (Jern, 2006)
Parametreler/Örnekler Örnek-1 Örnek-2
Örnek-3
Örnek-4 Örnek-5
3
42
–8
saat
60
–
8saat
1000
–
24
saat
60 – 8 saat 1225 – 20 saat
Atıksu debisi, m /gün
4000
59000–120000
3200
4100
1000
BOİ5, mg/L
6000
100000–150000
5350
9600
3000
KOİ, mg/L
3500
1000–2000
900
—
180
TAKM, mg/L
3–5
3.5–4.0
4–7
—
6.2–7.2
pH
—
1200
—
—
1.5
NH4-N, mg/L
—
—
—
—
—
TKN, mg/L
—
—
—
—
—
TP, mg/L
9000
—
—
4800
—
TÇM, mg/L
95
—
—
—
35
Sıcakılık, ◦C
darı
melas
pirinç
pirinç
Karışık hububat
Hammadde
Tablo 7 ve Tablo 8 mukayese edildiğinde bira endüstrisinde oluşan atıksu miktarının kağıt
sektörüne göre daha düşük olduğu görülmektedir. Bira endüstrisinde atıksu oluşumu daha çok
geri döüşümlü şişelerin yıkanmasından kaynaklanmaktadır.
Tablo 9’da görülen alkolsüz içecek endüsrisi atıksuları bira endüstrisi atıksuları ile
benzerlikler göstermektedir. Bu sanayide de atıksu oluşumu geri dönüşümlü şişelerin
yıkanmasına bağlı olarak değişkenlik göstermektedir. Tablo 8 ve 9’da görülen organik
maddeler şişelere yapıştırılan kağıtlardan, şişelere yapışmış olan organiklerden ve şişelerde
kalan içeceklerden kaynaklanmaktadır. Üretimde ürün değişimi yada hammadde değişimi bu
atıksularının karakterizasyonunda değişmesine sebep olmaktadır. Tablo 10’de farklı
üretimlerden kaynaklanan atıksu miktarları görülmektedir. Bu tabloda görüldüğü üzere aynı
tür ürünler işlem görmesine rağmen farklı atıksu miktarları oluşmaktadırlar (Jern, 2006).
Tablo 7. Kağıt endüstrisi atıksu karakterizasyonu (Jern, 2006)
Parametreler/Örnekler
Örnek-1
Örnek-2
Örnek-3
Örnek-4
3
Qort, m /gün
27240 -24 saat 11000 - 24 saat 11000 - 24 saat 4 – 8 saat
Qmak, m3/gün
36320 - 24 saat 15000 - 24 saat 13800 – 24 saat
—
2540
1950
1550
850
BOİ5, mg/L
KOİ, mg/L
5080
3500
2770
6660
TAKM, mg/L
1600
500
200
490
pH
5–9
7–9
7–9
8.1
Yağ& Gres, mg/L
—
20
10
40
TN, mg/L
—
—
—
—
TP, mg/L
—
—
—
—
TDS, mg/L
—
1000
800
—
Sıcakılık, ◦C
50–80
45–55
40–60
—
Fenol, mg/L
—
—
—
13
Cu, mg/L
—
—
—
8
Mn, mg/L
—
—
2
—
Pb, mg/L
—
—
—
4
Fe, mg/L
5
—
5
—
geri kazanılmış
geri kazanılmış
Ürün
Gazete kağıdı
karton
kağıt
kağıt
17
Tablo 8. Bira endüstrisi atıksu karakterizasyonu (Jern, 2006)
Parametreler/Örnekler Örnek-1
Örnek-2
Örnek-3
3
Qort, m /gün
2500 – 24 saat 800 - 24 saat
700 - 24 saat
Qmak, m3/gün
4320 - 24 saat 1600 – 24 saat
—
BOİ5, mg/L
800–1600
600–1500
1650
KOİ, mg/L
1250–2550
1700–3600
2800
TKN, mg/L
25–35
—
—
PO4-P, mg/L
20–30
—
—
TAKM, mg/L
150–500
270
400
pH
—
4–12
6.5–7.5
Sıcakılık, ◦C
18–40
35
—
Tablo 9. Alkolsüz içecek endüstrisi atıksu karakterizasyonu (Jern, 2006)
Parametreler/Örnekler Örnek-1
Örnek-2
Örnek-3
Örnek-4
3
Qort, m /gün
1680 – 24 saat 2500 – 20 saat 400 – 8 saat 720 – 20 saat
BOİ5, mg/L
600
1500
1500–2000
1000
KOİ, mg/L
1440
3000
2500–3000
—
TAKM, mg/L
45
—
100–300
150
TN, mg/L
3
—
—
—
Yağ&Gres, mg/L
80
10–15
50–60
30
pH
5.5–10.5
3–11
2–5
—
Deterjan, mg/L
35
—
—
—
Fe, mg/L
1–6
—
—
—
Sıcakılık, ◦C
35
35
35
35
Tablo 10. Farklı endüstriler için atıksu oluşum oranları (Jern, 2006)
Endüstri
Birim atıksu üretimi
İlave bilgi
Alkolsüz içecekler
Balık işleme
Sebze ve meyve işleme
Konserve süt
Pastörize süt
Yoğurt
Endüstriyel mutfak
Kümes hayvanları
kesimhanesi
Kağıt fabrikası
Şarap üretimi
Endüstriyel alkol
Şeker üretimi
Domuz kesimhanesi
Hurma yağı üretimi
Hurma yağı rafinesi
Hurma yağı rafinesi
32.4 m3/1000 şişe
3
5–15 m /1000 kg ürün
0.9–2.0 m3/1000 kg
işlenmiş malzeme
2.8 m3/1000 kg ürün
1.8 m3/1000 L ürün
5 m3/1000 kg ürün
9.6–12.8 m3/1000 öğün
yemek
8.9–20.6 m3/1000 adet
tavuk
12–30 m3/1000 kg ürün
2.3 m3/1000 kg ürün
0.1 m3/1000 kg ürün
1.5–3.0 m3/1000 kg şeker
kamışı
0.6 m3/1 adet domuz
2–3m3 1000 kg−1 oil
extracted
0.2 m3/1000 kg rafine
edilen yağ
1.2 m3/1000 kg rafine
edilen yağ
18
Geri verilebilen şişeler
Dondurulmuş ve pişmiş balık ürünlerini
içermektedir.
Ananas gibi meyveleri de içermektedir.
Şekerli konsantre süt
Genellikle kağıt kutularda paketlenir.
—
Uçak mutfaklarını da içermektedir.
Çoğunlukla tavuk.
Büyük bileşeni geri dönüştürülmüş kağıtlardır.
Hububat esaslı
Melas tabanlı
Şeker kamışı
Fiziksel rafine
Kimyasal rafine
Atıksuda karakterizasyonlarındaki değişimler: Aynı fabrika içerisindeki proseslerden farklı
özelliklerde atıksu üretilebileceğini atıksu karakteristikleri göstermektedir. Deşarj edilen
atıksu hacmindeki her parametre ilgili proses veya fabrikadaki özelliklerin bir yansımasıdır.
Farklı yerlerde işlenen farklı hammaddeler atıksu karakterindeki kirleticilerin farklı olmasının
bir sebebi olabilir. Aynı miktarda hammadde işlense bile uygulamalardaki farklılıklar
sebebiylede bu değişimler meydana gelebilir. Özellikli tesislerin dizaynırlarının ve
operatörlerinin hangi proseslerde nasıl bir değişim olacağını önceden bilmeleri önem arz
etmektedir.
Tablo 5’da nişasta üretiminden 8 saate 3.6 m3/gün’lük bir debi oluşurken Hindistan cevizi
kreması üretiminde 24 saate 112 m3/gün’lük bir atıksu oluşmaktadır. Nişasta üretiminde
kesikli bir atıksu arıtma sistemi tasarlanması gerekirken krema üretiminde ise sürekli bir
çalışan bir arıtma tesisinin dizayn edilmesi gerekmektedir. Tablo 3 örnek-1’de ortalama debi
24 m3/saat iken gün içinde pik debinin 45 m3/saat olabileceği görülmektedir. Bu değer
ortalama debinin 1.88 katıdır. Böyle bir arıtma tesisi tasarlanırken mutlaka dengeleme tankı
düşünülmelidir.
Endüstriyel mutfaklarda hammaddelerin hazırlanması, pişirilmesi ve servis edilmesi
işlemlerini içermektedir. Tablo 11’de 3 endüstriyel mutfak’a ait atıksu karakterizasyonları
görülmektedir. Bu tesislerde pik debinin görülmesi günde bir saatten az veya birkaç saat
olabilir. Yemeklerin hazırlanması ve gelen servis kaplarının yıkanması bu pik debilerin
görüleceği saatlerdir. Bu pik debi süreleri mevsimsel yiyecek hammaddelerindeki değişim
sebebiyle mevsimsel olarak farklılık gösterebilir. Tablo 12’de yıl içinde 3 farklı sezonda
üretilen hammaddeler ve bunların işlenmesinden kaynaklanan atıksuların karakterizasyonu
görülmektedir. Tablo 12’e göre hem atıksu debileri hemde atıksu kirletici miktarlarında
farklılıklar görülmektedir. Örneğin periyot-1’de oluşan atıksu hacminin ve BOİ5
konsantrasyonunun periyot-2’ye oranı 1.57 ve 5-5.29’dur. Sadece sebze işleyen bir tesis
olarak düşünülse bile oluşan atıksuların özellikleri üründen ürüne farklılık göstermektedir.
Tablo 13’de deniz ürünlerini işleyen tesislerin atıksu karakterizasyonları görülmektedir.
Örnek-1ve 2 bir liman veya deniz kenarında gerçekleştirilebilir. Örnek-2‘de üretimin düşük
olduğu sezonlarda oluşan atıksu miktarı üretimin yüksek olduğu sezonların üçte biri kadarken
örnek-1’de bu oran 0.75’dir. Balıklar tutulmakta, temizlenmekte ve günlük olarak
dondurulmaktadır. Benzer işlemler her iki örnek içinde gerçekleştirilmektedir. Fakat bu iki
tesis arasında atıksu oluşumu açısından büyük farklılıklar bulunmaktadır. Örnek-2’de örnek1’den farklı olarak karides işlemektedir. Örnek-2’de oluşan atıksuyun kirlilik miktarı da
örnek-1’e göre daha yüksektir. Örnek-3 ve 4’ balık ürünlerinin konserve yapılması işlemidir.
Örnek-1 ve 2 arasındaki fark örnek-3 ve örnek-4 arasında görülmektedir. Örnek-2 ve örnek4’de karides işlenmesi gerçekleştirilmektedir. Bu örneklerden karides işlenmesinin hem
atıksuyun debisine hemde kirletici konsantrasyonlarının artmasına sebep olduğu
anlaşılmaktadır (Jern, 2006).
Tablo 11. Endüstriyel mutfak atıksularının karaktreizasyonu (Jern, 2006)
Örnek-1
Örnek-2
Örnek-3
Qpik, m3/saat
Qort, m3/gün
BOİ5, mg/L
KOİ, mg/L
TAKM, mg/L
Yağ&Gres, mg/L
pH
Gıda ürünü
13
128 – 16 saat
600–800
—
200–600
100–400
—
havayolu
19
21
40 – 6 saat
600
1400
400
—
6.5–8.5
kantin
36
520 - 24 saat
300–690
770–1550
220–580
50–190
6.2–8.9
fastfood
Tablo 12. Sebze işleme tesisinden kaynaklanan atıksuların mevsimsel değişimi (Jern, 2006)
Parametreler/Periyot
Periyot -1
Periyot -2
Periyot -3
3
Qort, m /gün
550 – 24 saat 350 – 24 saat 400 – 24 saat
BOİ5, mg/L
850–1800
170–340
480–820
TSS, mg/L
270–350
80–170
200–890
TN, mg/L
90–170
2–20
50–190
TP, mg/L
10–20
1–2
20–30
Hammadde
nohut
fasulye
patates
Tablo 13. Deniz ürünleri işleme tesisleri atıksu karakterizasyonları (Jern, 2006)
Örnek-1
Örnek -2
Örnek -3
Örnek -4
3
Yüksek sezon Qort, m /gün
200
1200
135
580
Düşük sezon Qort, m3/gün
150
400
135
580
BOİ5, mg/L
750
3000
400
4900
KOİ, mg/L
1440
4200
2000
—
TAKM, mg/L
350
1500
1000
1130
pH
6.6–7.1
6–8
—
∼6
TÇM, mg/L
—
10000
—
—
TN, mg/L
25
—
90
405
TP, mg/L
5
—
—
95
Yağ&Gres, mg/L
—
—
50
—
Sıcaklık, ◦C
18–25
14–40
—
—
Hammaddeler
balık
balık, karides orkinos balık, karides, orkinos
Proses işlemi
dondurma dondurma
konserve
konserve
İşletimde sorun yaratabilecek özel karakteristikler: Endüstriyel atıksular bazı özel
karakteristiklere sahip olabilirler. Bu karakteristik oluşabilecek atıksu hakkında bilgi
toplanırken elde edilemeyebilinir. Belki bu karakteristik atıksu arıtma tesisi ünitelerinin
performanslarını düşürebilir veya ekipmanlarda hasar oluşturabilir. Tablo 14’de süt ürünleri
atıksu karakterizasyonu görülmektedir. Bu karakterizasyonlarda KOİ:BOİ oranları <3
olduğundan bu atıksuların kolayca biyolojik olarak arıtılabileceği düşünülebilir. Atıksu arıtma
tesisi tasarlanırken yağ&gres ve BOİ parametreleri üzerinde odaklanılabilir. Yağ giderimi için
çözünmüş hava ile yüzdürme veya yağ tutular kullanılabilir. Tutulan yağlar zamanla kötü
kokuların yayılmasına sebep olabilir. Bu durumda yağ tutucu ekipmanların sıklıkla
temizlenmesi gerekebilir. Burada TAKM parametresi de dikkate alınmalıdır. Örnek-3 hariç
diğer örneklerde TAKM parametresi de yüksektir. TAKM çok farklı materyallerden
oluşabilir. TAKM’ler mandıralardan da kaynaklanabilir. Bunlar pompalarda ve vanalarda
sorunlar oluşturabilir.
Tablo 15’da kişisel bakım ve ecza ürünleri atıksu karakterizasyonu görülmektedir. Örnek-3 ve
4 deterjanla ilgili bir ürün içermemektedir. Oysaki bu atıksular arıtılırken deterjanlı sular gibi
köpük oluşumu söz konusu olmaktadır. Köpüğün yanı sıra, bu atıksular çok sayıda özel
bileşene sahiptirler. Bu bileşenlerin bazıları zamanla değişime uğrayabilir (Jern, 2006).
Özel bileşimler içeren endüstriyel atıksuların karakterizasyonu incelenirken biyolojik
arıtmaya etkisi olabilecek özel kirleticilerin tanımlanması mümkün olabilir. Örneğin
yiyeceklerde lezzet arıtıcı olarak kullanılan monosodyum gulamat imalatından kaynaklanan
atıksularda BOİ5 konsantrasyonu 24000-32200 mg/L ve KOİ:BOİ oranı ise 2.5:1’dir. İlk
bakışta bu atıksuyun biyolojik olarak ayrışabileceği düşünülebilir. Oysaki amonyun azotu
20
konsantrasyonu 3200-5000 mg/L ve sülfat konsantrasyonu ise 25000-40000 mg/L’dir. Bunlar
anaerobik biyolojik arıtmayı inhibe ederler. Böylece bu atıksuyun anaerobik biyolojik
arıtılabilirliği oldukça zordur. Serum kavuçukları üretim atıksularında azot konsantrasyonu
210 mg/L, sülfat konsantrasyonu 4500 mg/L ve çinko konsantrasyonu da 250 mg/L’dir. Bu
atıksuyunda biyolojik olarak arıtılabilirliği oldukça zordur. Hem yüksek sülfat
konsantrasyunu içermektedir ve hemde biyolojik sistemleri inhibe edecek düzeyde ağır metal
içermektedir.
Tablo 14. Süt ürünü atıksu karakterizasyonu (Jern, 2006)
Örnek-1
Örnek -2
Örnek -3
Örnek -4
3
Qort, m /gün
750 – 24 saat 120 – 24 saat 800 – 16 saat
120 – 24 saat
Qpik, m3/saat
75
40
70
—
BOİ5, mg/L
1800
3400
480
3000
KOİ, mg/L
3600
4300
920
—
TAKM, mg/L
1000
2000
120
1500
Yağ&Gres, mg/L
150
1800
250
2500
pH
3–12
6.0–7.5
6–8
4–11
TN, mg/L
—
310
85
260
TP, mg L−1
—
—
1
—
◦
Sıcaklık, C
26–40
26–32
30–40
—
süt bazlı aparatif
Ürün
dondurma konsantre süt dondurma ve yoğurt
ve dondurma
Tablo 15. Kişisel bakım ve eczacılık ürünleri atıksu karakterizasyonu (Jern, 2006)
Parametreler/Örnekler Örnek-1 Örnek -2
Örnek -3
Örnek -4 Örnek -5
3
180 – 8 saat 40 – 10 saat
250 – 24 saat
1000 – 24 saat 130 - 8 saat
Qort, m /saat
3
—
—
40
—
—
Qpik, m /saat
2000–3000
500–800
100–1020
4000
8200–12400
BOİ5, mg/L
6500–8500 2000–3400
150–1820
8500
13400–18500
KOİ, mg/L
30–40
300
1500
600
TAKM, mg/L
100–150
400
—
500
4000–6300
Yağ&Gres, mg/L
4–6
6.0–7.3
6–7
—
—
pH
100–125
—
15–30
130
—
TN, mg/L
—
—
0–3
30
—
TP, mg/L
100–150
—
—
—
—
Sülfat, mg/L
—
—
20
—
—
Sulphide, mg/L
30–35
—
—
—
—
Sıcaklık, ◦C
Ürün
Öksürük Şampuanı da
Antibiyotik ve
Beslenmeye
pastilleri ve içeren kişisel vitaminleri de içeren yönelik ecza
şampuan
bakım
ecza ürünleri
ürünleri
sabunlar
17- Endüstriyel Atıksu Arıtıma Yöntemleri
Endüstriyel atıksuların arıtılabilmesi için pek çok arıtma alternatiflerinin oluşturulması
mümkündür. Bu arıtma alternatifleri oluşturulurken deşarj edilecek yerin gerektirdiği
standartlar, kullanılacak üniteleri verimleri, proseslerin ilk yatırım, işletme ve bakım
maliyetleri ve proseslerden oluşacak olan çamur miktarları ve özellikleri dikkate alınmalıdır.
Tablo 16’da çeşitli kirleticilerin giderimleri için kullanılabilecek alternatif prosesler
bulunmaktadır (Eroğlu, 1999; Gönüllü, 2004).
21
Tablo 16. Çeşitli kirleticilerin giderilmesi için uygulanabilecek prosesler
Kiletici
Giderimi gerçekleşirecek prosesler
• Çöktürme
• Izgaradan Geçirme veya Öğütme
• Süzme
Askıdaki Katı Maddeler
• Yüzdürme
• Kimyevi Madde İlavesiyle Yumaklaştırma-Çöktürme
• Arazide Arıtma
Ayrışabilir Organik
Maddeler
• Aktif Çamur Sistemleri
• Damlatmalı Filtreler
• Biyodiskler
• Stabilizasyon Havuzları
• Havalandırmalı Havuzlar
• Anaerobik Tasfiye Usulleri
• Arazide Tasfiye
Hastalık Yapıcı (patojen)
Mikroorganizmalar
• Klorlama
• Ozon İle Dezenfeksiyon
• Arazide Tasfiye
Azot
• Nitrifikasyon ve Denitrifikasyon
• Yüksek pH'da Havalandırma
• İyon Değiştirme
• Kırılma Noktası Klorlaması
• Olgunlaştırma Havuzları
• Arazi Tasfiyesi
Fosfor
• Metal Tuzları İlavesiyle Çöktürme
• Kireç İlavesi İle Çöktürme
• Biyokimyasal Fosfor Giderme
• Arazi Tasfiyesi
Kalıcı (refrakter)
Organikler
• Karbonla Adsorpsiyon
• Ozon ile Oksidasyon
• Arazide Tasfiye
Çözünmüş İnorganik
Katılar
• Ters Ozmoz
• Elektrodializ
Ağır Metaller
• Kimyasal Çöktürme
• Arazi Tasfiyesi
Yağ ve Gres
• Yüzdürme
• Emülsiyon kırma
• Yakma
22
• Kimysal oksidasyon
• Yakma
• Kimyasal oksidasyon
• Kimyasal indirgeme/çöktürme
• İyon değiştirme
• Nötralizasyon
• Soğutucular
• Lagün
Fenol
Siyanür
Krom (IV)
pH, alkaliler ve asitler
Isıl kirlenme
Atıksulara uygulanan 5 temel arıtma kademesi bulunmaktadır. Bunlar (1) ön arıtma (2)
birincil arıtma, (3) ikincil arıtma, (4) üçüncül yada ileri arıtma ve (5) çamur arıtma
kademeleridir. Bu kademelerin içerdiği prosesler ve giderilen kirleticiler Tablo 17’de
görülmektedir (Eroğlu, 1999; Gönüllü, 2004).
Tablo 17. Arıtma kademeleri ve kirletici giderimleri (Eroğlu, 1999; Gönüllü, 2004).
Arıtma kademesi
Giderimi gerçekleşirecek
prosesler
Izgara
Elek
Öğütme
Dengeleme
Kum tutma
Yağ tutucu
Çöktürme
Flotasyon
Birincil Arıtma
(Fiziksel)
•
•
•
•
•
•
•
•
Birincil Arıtma
(Kimyasal)
• Nötralizasyon
• Pıhtılaştırma
• Yumaklaştırma
İkincil arıtma
•
•
•
•
Aktif çamur
Damlatmalı filtreler
Stabilizasyon havuzu
Anaerobik arıtma
•
•
•
•
•
•
Membran prosesler
Adsorpsiyon
İyon değiştirme
Kum filtrasyonu
Nitrifikasyon
Denitrifikasyon
Ön arıtma
Üçüncül (ileri) arıtma
Çamur arıtma
• Çamur yoğunlaştırıcılar
• Çamur çürütücüler
• Çamur suyunu alma
23
Giderilen kirleticiler
• Kaba kirletici maddeler
• Kediliğinden
çökelbilen
inorganik maddeler
• Yağ
kirletici
• Kendiliğinde
çökebilen
organik
maddeler
• Yağ ve gres
• pH ayarlanması
• Besi elementleri
• Metaller
• Askıda katı maddeler
• Çözünmüş organikler
• İyonlar
• Makromoleküller
• Renk
• Koku
• Koloidal maddeler
• Seçilmiş organik veya inorganikler
• İyonlar
• Koloidal
• NH3
• NO3
• Metaller
Şekil 3’de çeşitli karakterde atıksuları arıtabilecek kapasiteye sahip entegre bir sistemin
şematik diyagramını göstermektedir. Şekilde merkezde klasik birincil ve ikincil arıtma
prosesleri bulunmaktadır. Üçüncül arıtım ve bazı atıksuları arıtan özel arıtma sistemleri de
şemada yer almaktadır.
Toksik olmayan atıklar birincil ve ikincil arıtma sistemlerinde arıtabilmekte, diğer atıksular
ise ancak ön arıtımdan geçirildikten sonra bu sistemlere verilmektedir. Birincil arıtımda atıksu
biyolojik arıtıma uygun özelliğe getirilir. Büyük katı parçacıklar tutulur ve kum ayrılır.
Dengeleme, atıksuyun debi ve konsantrasyonundaki zamana bağlı değişimleri dengeler.
Gerektiğinde dengeleme tankından sonra atıksuyun pH’ı nötralize edilir. Yağ, gres ve askıda
katılar, yüzdürme, çöktürme ve filtrasyon ile giderilir. İkincil arıtma, BOİ olarak 50-1000
mg/Laralığındaki çözünmüş organik bileşiklerin biyolojik parçalanmasıdır. Bu işlem aerobik
proses olup genellikle açık ve havalandırılan havuz veya lagünlerde yapılır. Bazı durumlarda
(kuvvetli organik atıksularda) atıksu anaerobik reaktörlerde ön arıtımdan geçirilebilir.
Biyolojik arıtmadan sonra mikroorganizma ve diğer askıda katıdan oluşan çamur çöktürülür.
Bu çamurun bir kısmı prosese geri döndürülür, fazla çamur ise sistemden uzaklaştırılır.
Birçok arıtma sistemi, birincil ve ikincil arıtmayı içermekte olup aynı zamanda
mikroorganizma için toksik olan maddeleri de giderebilmektedir. Ancak günümüzde alıcı
ortam canlıları üzerinde toksik etkisi olan öncelikli kirletici ve kalıntıları arıtabilmek önem
kazandığından bunun için ya yeni sistemler tasarlanmalı veya eski kurulu sistemlere uygun
yeni üniteler eklenerek mevcut sistemin kapasitesi arttırılmalıdır.
Üçüncül arıtma prosesleri, bazı özel bileşenlerin giderilmesi için biyolojik arıtmadan sonra
sisteme eklenir. Örneğin filtrasyon, askıda ve kolloidal katıların gideriminde; granüler aktif
karbon organiklerin adsorpsiyonunda; kimyasal oksidasyon da gene organiklerin gideriminde
kullanılırlar. Üçüncül arıtma sistemleri büyük hacimlerdeki atıksuları arıtmak durumunda
olduklarından dolayı oldukça pahalıdırlar. Kirleticiye özel olmadıkları için bazı durumlarda
verimsiz de olabilmektedirler. Örneğin; diklorofenol, ozonlama veya granüle aktif karbon ile
giderilebilir, ancak bu prosesler aynı zamanda diğer birçok organikleri de giderecektir (Öztürk
ve diğ., 2004).
Biyolojik arıtımı engelleyen ağır metal, pestisit gibi maddeler bakımından zengin atıksular
için kaynakta arıtım gerekmektedir. Biyolojik olarak parçalanmayan özel maddeleri içeren
daha düşük hacimli atıksuları arıtmak seyrelmiş ancak büyük hacimli atıksuları arıtmaktan
hem daha kolay, hem de daha ekonomiktir. Kaynakta arıtım için kullanılan prosesler
çöktürme, aktif karbon adsorpsiyonu, kimyasal oksidasyon, hava veya buharlı sıyırma, iyon
değiştirme, ters osmoz, elektro diyaliz ve ıslak hava oksidasyonudur.
Mevcut arıtma sistemlerinin kapasitelerini arttırmak ve verimlerini yükseltmek için proseste
bazı değişikliklerin yapılması, pratikte sık uygulanan bir durumdur. Bunun bir örneği
mikroorganizmaların parçalayamayacağı organikleri adsorbe etmek için biyolojik arıtma
sistemine toz aktif karbon ilave edilmesidir. Diğer bir örnek ise, biyolojik arıtmadan sonra
atıksudaki fosfor ve kalıntı askıda katıların koagülasyonla giderimidir.
24
Şekil 3. Endüstriyel atıksu arıtımı için alternatif teknolojiler (Öztürk ve diğ., 2004)
25
Atıksu arıtma proseslerinin veya proses kombinasyonlarının seçimi aşağıdaki kriterlere
bağlıdır (Öztürk ve diğ., 2004);
•
•
•
Atıksu karakteri: Bu, kirleticinin askıda, koloidal veya çözünmüş, biyolojik
parçalanabilen gibi hangi formda olduğunu ve toksisitesini kapsamalıdır.
Çıkış suyu kalitesi: Çıkış suyunun zehirlilik (bioassay) deney sonuçları gibi ileriye
yönelik istenebilecek deşarj kısıtlamalarına da planlamada yer verilmelidir.
Herhangi atıksu arıtma problemi için mevcut yer ve maliyet: İstenen arıtma verimine
çoğu zaman bir veya daha fazla arıtım kombinasyonu ile ulaşılabilir. Ancak bu
seçeneklerden yalnızca bir tanesi en ekonomiktir. Bu nedenle proses tasarımına
geçemeden önce detaylı bir fizibilite analizi yapılmalıdır.
Birçok durumda atıksuyun özellikleri saptandıktan sonra ya belirlenen tasarım parametreleri
kullanılarak ya da laboratuar veya pilot ölçekli deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçlar
kullanılarak proses tasarım kriterleri belirlenir. Buna örnek olarak, bir tekstil fabrikası
atıksuyunun arıtma sistemi tasarımı için yapılan laboratuar çalışmaları verilebilir. Kimyasal
arıtımda en uygun kimyasalı bulmak ve ulaşılabilecek optimum verimi saptamak önemlidir.
Bu nedenle çeşitli kimyasalların denenmesi sonucunda alum ve kirecin birlikte kullanımında
%42 KOİ giderimine ulaşılmıştır. Benzer deney diğer sektörlerin atıksuları için de
uygulanabilir. İkinci bir örnek de yüksek konsantrasyonlu alkaloid fabrikası atıksuyunun
kimyasal arıtılmasıdır. Ancak bu durumda alum toplam organik karbonun (TOK) %10’unu
giderebilmiştir. Bu atıksu için mevcut biyolojik arıtma sisteminin işletme şartları tekrar
belirlenerek iyileştirme yapılmış ve 1. ve 2. kademe biyolojik arıtmada sırasıyla %98 ve %96
BOI arıtım verimlerine ulaşılmıştır. Kimyasal arıtılmış tekstil atıksuyunun biyolojik
arıtımında ise laboratuar sonuçlarına göre % 90 KOI arıtım verimi elde edilmiştir. Bu
değerleri sağlayan tasarım kriterleri belirlenerek sistemin tümünün tasarımı yapılabilmektedir.
Toksik ve toksik olmayan organik ve inorganikleri içeren kompleks kimyasal atıksuların
arıtılması durumunda uygun arıtma sistemini seçebilmek için daha sıkı eleme yapmak gerekir
(Şekil 4). Burada not edilmesi gereken önemli bir konu, biyolojik arıtmadan önce ağır
metallerin giderilmesi gerektiğidir. Ağır metaller biyolojik proses için toksik olabilir ve
çamurda birikebilir. Bu durum çamur uzaklaştırmada da problemlere yol açabilir.
Kimyasal atıkların arıtım alternatifleri Tablo 18’de özetlenmiştir. Biyolojik atıksu arıtımı için
alternatifler de Tablo 19’da verilmiştir. Klasik atıksu arıtma proseslerinin kullanılması
durumunda ulaşılabilecek en düşük arıtılmış çıkış suyu kalitesi verileri de Tablo 20’de
gösterilmiştir.
26
Şekil 4. Endüstriyel atıksu arıtım teknolojisi seçiminde yöntem değerlendirme ((Eckenfelder,
1999).
Arıtma
Metodu
Tablo 18. Kimyasal arıtma teknolojileri (Eckenfelder, 1999).
Atık tipi
İşletme şekli
Arıtım derecesi
Yorum
Kaplama,
nükleer
Reçine
rejenerasyonlu
sürekli filtrasyon
Demineralize su ve
ürün geri kazanımı
Rejenerantta nötralizasyon ve
katı madde giderimi
Kaplama,
ağır metal
Kesikli veya
sürekli arıtım
Askıda koloidal
maddelerin tam
giderimi
Kesikli arıtma için 1 günlük
kapasite;
Sürekli arıtma için 3saat
kalma zamanı;
Çamur uzaklaştırma veya
susuzlaştırma gerekebilir.
Karton,
rafineri,
Koagülasyon kauçuk,
boya,tekstil
Kesikli veya
sürekli arıtım
Askıda koloidal
maddelerin tam
giderimi
Flokülasyon ve çöktürme
tankı veya çamur (blanket)
yatağı; pH kontrolü
gerekebilir.
Toksik ve
organikler,
Adsorpsiyon zor ayrışan
bileşikler
Toz karbonlu
granüle kolon
Birçok organikte
tam arıtım
Toz karbon aktif çamur
prosesinde kullanılır
Kesikli veya
sürekli ozon veya
katalizlenmiş
hidrojen peroksit
Kısmi veya tam
oksidasyon
Organiklerin daha çok
biyolojik parçalanabilir olması
için kısmi oksidasyon
İyon
değişimi
İndirgeme ve
çöktürme
Kimyasal
oksidasyon
Toksik ve
zor ayrışan
bileşikler
27
Arıtma
metodu
Stabilizasyon
havuzları
Tablo 19. Biyolojik arıtma teknolojileri (Eckenfelder, 1999).
İşletme şekli Arıtım
Alan
Ekipmanlar
derecesi gereksinimi
Aralıklı veya
sürekli deşarj;
fakültatif veya
anaerobik
Aralıklı
Kazılı toprak;
10-60 gün
kalma zamanı
-
Sabit veya yüzen
Tam karışımlı
Yazın
Toprak havuz,
yüzey
veya fakültatif yüksek;
2.44-4.88m
sürekli
kışın düşük derinlik; 8.55- havalandırıcılar, veya
difüzörler
havuzlar
verim
17.1m2/m3.gün
Havalandırmalı
lagünler
Aktif çamur
Damlatmalı
filtre
Döner biyodisk
Anaerobik
reaktörler
Yağmurlama
sulaması
Tam karışım
veya tampon
akışlı; çamur
geri devirli
Sürekli
uygulama;
çıkış geri
devri
gerekebilir
%90
organik
giderimi
Toprak veya
Difüzörlü veya
beton havuz;
mekanik
3.66-6.1m
havalandırıcılar;çamur
derinlik;
ayırma ve geri devir
0.561için çöktürme
2.62m3/m3.gün
Yüklemeye
5.52-34.4
bağlı
m2/103m3.gün
olarak
kesikli
veya
yüksek
Yorum
Sık olarak
koku kontrolü
Lagünde katı
madde
giderimi;
periyodik
susuzlaştırma
ve çamur
giderimi
Fazla çamur
susuzlaştırılır
ve atılır
6.1-12.19m’ye kadar
plastik dolgu
Şehir AAT
veya aktif
çamurdan önce
ön arıtım
Çok kademeli
sürekli
Aralıklı
veya
yüksek
-
Plastik diskler
Çamur giderme
gerekebilir
Geri devirli
tam karışım;
yukarı veya
aşağı akışlı
filtre, akışkan
yatak; yukarı
akışlı çamur
blanket
Aralıklı
-
Gaz toplama, ön
arıtım gerekebilir
-
Aralıklı
besleme
Tam; yer
altı suyuna
sızma ve
yüzey
suyuna
karışma
6.24x10-74.68x10-6
m3/s.m2
Alüminyum sulama
borusu ve sprey
uçları; hareketli
Çamur ayırma
atıksu tuz
konsantrasyonu
sınırlı
28
Tablo 20. Atıksu arıtma proseslerinde ulaşılabilen en iyi çıkış suyu kalitesi (Eckenfelder, 1999)
Proses
BOİ
KOİ
AKM
Azot
Fosfor
TÇK1
Çöktürme,
10-30
59-90
% giderim
Yüzdürme,
10-50
70-95
% giderim2
3
4
4
Aktif çamur, mg/l
<25
<20
Havalandırmalı
<50
>50
lagün, mg/l
Anaerobik lagün
>100
<100
mg/l
Derin kuyu A.Ç.
Atığın
Sistemi
hepsi
Karbon
<2
<10
<1
adsorpsiyonu, mg/l
Denitrifikasyon<10
<5
nitrifikasyon, mg/l
Kimyasal çöktürme,
<10
<1
mg/l
İyon değişimi, mg/l
<1
5
5
5
1
TÇK: Toplam çözünmüş katı
Kimyasal kullanılması durumunda daha yüksek giderim elde edilir.
3
KOIgiriş-[BOIu (giderilen)/0.9]
4
Ngiriş-0.054(fazla biyolojik çamur) kg; Pgiriş-0.0117(fazla biyolojik çamur, Px) kg
5
Kullanılan reçine, moleküler durum ve istenen verime bağlıdır.
2
18- Endüstriyel Atıksu Arıtma Prosesleri
Ön ve Birincil arıtma prosesleri
Izgaralar: Uzaklaştırılmadıkları takdirde, arıtma tesisinin ızgaradan sonraki ünitelerinde
tıkanmalara yol açabilecek büyüklükte olan kaba organik ve inorganik maddelerin atıksudan
ayrılması için kullanılırlar. Izgara çubukları arasındaki serbest aralık 30 mm veya daha büyük
ızgaralar "kaba ızgara", 30 mm'den daha
küçük ızgaralar "ince ızgara" olarak
sınıflandırılabilir. Kaba ve ince ızgaralar manuel veya mekanik olarak temizlenebilir. Çubuk
ızgara tipinden başka, yay tipi, döner elek tipi, döner tambur tipi ince ızgara tipleri mevcuttur.
Şekil 5’de ince ve kaba ızgara görülmektedir.
Öğütücüler: Kaba ızgaraların alternatifi atıksudaki büyük boyutlu katıların sudan ayrılmadan
ufalanmasıdır. Öğütücülerin fonksiyonu, kaba taneli katıları parçalayarak sonraki arıtma
işlemlerinde ve proseslerinde problem oluşturmalarını önlemektir. Küçülen katı parçacıkları
arıtma tesisinde arıtılırlar. Öğütücülerin kullanımı özellikle pompa istasyonlarında,
pompaların korunması açısından bir avantajdır. Ayrıca bir kısım katı maddelerin ızgara ile
toplanması arıtma tesisine giren katı madde yükünü de azaltır. Soğuk iklimlerde öğütücülerin
kullanımı donma tehlikesini önler. Şekil 6’da öğütücü görülmektedir.
29
(a)
(b)
Şekil 5. Izagaralar a) İnce ızgara b) Kaba ızgara
Şekil 6. Öğütücü şematik görünümü
Elekler: Atıksu icindeki katı parcaların tutulması suretiyle arıtma tesisindeki pompa
v.b.mekanik techizatı korumak ve arıtma tesisinin yukunu azaltmak amacıyla kullanılır. Sabit
veya doner tipte yapılabilirler. Sabit eleğin calısması sırasında tutulan katı tanecikler,
yuzeyden akan suyun itkisinden ve ağırlık kuvvetlerinden yararlanılarak elek yuzeyinin alt
ucundan cop oluğuna dokulur. Bu nedenle sabit elekte hareket eden parcalar ve enerji
30
gereksinmesi yoktur. Doner elekler ise tambur bicimde duzenlenir ve motor- re-duktor grubu
tarafından dondurulur.
Elek aralığına göre;
•Kaba elekler5-15 mm
•İnce elekler 0.25-5 mm
•Mikroelekler 0.020-0.035 mm olarak elekler uc kısma ayrılırlar.
Kum tutucular: Arıtma tesisine gelen pissuda bulunan kum, çakıl v.b gibi kolayca çökebilen
maddeler, pompaların aşınmasına, kanallar, borular, çökeltme havuzları ve çamur çürütme
tanklarında tıkanmalara sebebiyet vereceğinden kum tutucular vasıtasıyla pissudan
uzaklaştırılırlar. Temel amaç 0,1 mm’den büyük kum tanelerinin tutulmasıdır. Kum tutucular,
akım şartları ve inşa durumları bakımından aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir.
- Yatay akışlı dikdörtgen planlı kum tutucular (Şekil 7)
- Daire planlı kum tutucular
- Düşey akımlı kum tutucular
- Havalandırmalı kum tutucular
Şekil 7. Yatay akışlı dikdörtgen planlı kum tutucu
Dengeleme: Dengelemenin amacı, atıksu karakterindeki dalgalanmaları kontrol ederek veya
en aza indirerek daha sonraki arıtım prosesleri için optimum şartları sağlamaktır. Atıksu
miktarı ve akımındaki değişimler göz önüne alınarak dengeleme havuzunun boyutu ve tipi
belirlenir. Endüstriyel arıtmada dengelemenin amacı aşağıdaki gibidir:
1. Organik madde konsantrasyonundaki ani değişimleri dengeleyerek biyolojik arıtma
sistemine şok yüklemeyi önlemek.
2. Nötralizasyon için uygun pH kontrolünü sağlamak veya kimyasal gereksinimini en aza
indirmek.
3. Fizikokimyasal arıtma sistemine aşırı atıksu girdisini en aza indirmek, kontrollü
kimyasal beslemeye uygun ortam hazırlamak.
4. Üretimin olmadığı zamanlarda da biyolojik arıtma sistemine sürekli bir besleme
sağlamak.
5. Şehir arıtma sistemine yükü eşit dağıtacak şekilde atık deşarjını kontrollü sağlamak.
6. Toksik maddelerin yüksek konsantrasyonda biyolojik arıtma sistemine girmesini
önlemek.
Karıştırma, genellikle dengeleme oluşturmak ve havuzda çökebilen katıların çökelmesini
önlemek için yapılır. Buna ilave olarak indirgenebilen bileşiklerin oksidasyonu veya BOI
giderimi de dengeleme tankında meydana gelebilir.
31
Yağ Tutma: Yağ tutucuda serbest yağ tankın yüzeyine toplanır ve daha sonra sıyırma ile
ortamdan uzaklaştırılır. Graviteli yağ tutucu tasarımı, çapı 0.015 cm’den büyük serbest yağ
taneciklerinin giderilmesi esasına dayanır. Verimi arıtılmış atıksuda 50 mg/Lyağ
konsantrasyonudur.
Levhalı (plakalı) yağ tutucu, paralel ve oluklu levhalardan oluşur. Levhalı yağ tutucu, 0.006
cm’den büyük yağ damlacıklarını ayırmak için tasarlanmıştır. Ham atıksuda %1’den az yağ
bulunması durumunda levhalı yağ tutucu çıkışında serbest yağ konsantrasyonu 10 mg/l’ye
düşmektedir. Burada problem, yüksek yağ yüklemelerinde, yağ taneciğinin kesme
kuvvetinden dolayı arıtım veriminin düşmesidir. Bu durumda atıksu girişi oluklu levhanın
zıttı yönünde yapılmalıdır. Böylece ayrılan yağ tanecikleri akışın tersi yönünde hareket ederek
yükselir (burada levhalar 45o açılı ve 10 cm aralıklı yerleştirilir). Hidrolik yük, sıcaklık ve
yağın özgül ağırlığı ile değişir. Yağ 20oC sıcaklık ve 0.9 özgül ağırlığında en düşük debiye
sahiptir.
0.5m3/m2.saat’lik hidrolik yüklemelerde 0.006 cm boyutundaki yağ damlacıkları
tutulmaktadır. Tasarım çalışmalarında emniyet faktörü genellikle %50 uygulanır. Levhalı yağ
tutucu Şekil 8’de görülmektedir.
Şekil 8. Ters akışlı levhalı yağ tutucu (Eckenfelder, 1999)
Emülsifiye yağın serbest forma dönüşmesi için emülsiyon özel arıtımla kırılır ve daha sonra
serbest yağ gravite, koagülasyon veya havalı yüzdürme ile tutulur. Emülsiyonun kırılması
kompleks bir proses olup pratik uygulamadan önce laboratuar veya pilot ölçekli deneylerin
yapılması gerekir.
Emülsiyon kırmada bir çok teknik kullanılabilir. Örneğin deterjan ile emülsiyon 5-60 dk’da ve
%95-98 oranında parçalanabilir. Emülsiyon ortamı asidik yapılarak, alum veya demir tuzları
eklenerek veya emülsiyon kırıcı polimerler kullanılarak kırılabilir. Ancak alum veya demir
kullanmanın bir sakıncası da çok çamur oluşmasıdır.
32
Ön çökeltme havuzları: Kaba organik ve inorganik maddelerden çoğu ızgara ve
kumtutucularda alıkonulduktan sonra, organik esaslı ve büyük ölçüde kirletici karakterde olan
geriye kalmış askıdaki katı maddelerin atıksudan uzaklaştırılması gerekmektedir. On
çökeltme havuzunun başlıca amacı atıksuyu iki temel bileşene; çamur ve çökelmiş atıksuya
ayırmaktır. Böylece bu iki bileşen ayrı ayrı arıtılabilir. Ön çökeltme havuzlarında askıdaki
katı maddelerin %50-70'i ve BOİ'nin % 25-40'ı uzaklaştırılabilir. Çökeltme havuzları
dikdörtgen ve dairesel biçimde olabilirler. Çökelen çamurun biriktirilmesi için çamur konisi
ve bu koniye çamuru sıyıracak sıyırma ekipmanları gerekmektedir. Ön çökeltme havuzlarında
atıksuyun bekletilme süresi 1,5-2,5 saat arasında değişebilmektedir.
Flotayon(Yüzdürme): Katı ve sıvı fazların bir sıvı fazdan ayrılması için kullanılan ve
çökeltme işleminin tersi olan bir temel işlemdir. Çözelti fazında çok ince dağılmış
kolloidlerin, askıda katı maddelerin ve yağların ayrılması için kullanılır. Parçacıkların suyun
yüzeyine çıkabilmesi için özgülağırlıklarının sudan daha az olması gerekmektedir. Bu işlem,
sıvı faza gönderilen hava kabarcıklarının asılı katı parçacıklara yapışması ve bu parçacıkları
yüzeye taşıması olayıdır. Böylece su yüzeyinde köpükler halinde toplanan katılar veya küçük
yağ damlacıkları sıyırıcılar kullanılarak yüzeyden uzaklaştırılırlar.
Nötralizasyon: Asidik ve bazik karakterdeki endustriyel atıksuların pH'sını ayarlaması
islemidir. Atıksuyun pH'nın ayarlanması atıksuyun alıcı ortama desarj standatlarını sağlaması,
biyolojik arıtma oncesinde (bakteriyel faaliyetler belirli pH değerlerinde gerceklestiğinden)
uygun pH değerinin sağlanması, kimyasal cokturme isleminde reaksiyonların gercekleseceği
uygun pH değerinin sağlanması bakımından gereklidir. Notralizasyon isleminde kullanılan
ekipmanlar, mekanik karıstırıcı, kimyasal madde depolama tankları, kimyasal madde dozay
pompaları, pH
kontrol sistemidir.
Koagülasyon (Pıhtılaştırma) ve Flokülasyon (Yumaklaştırma): Koagülasyon ve flokülasyon,
askıda ve kolloid formdaki atık maddelerin giderilmesinde kullanılır. 1 nm (10-7 cm)- 0.1nm
(10-8 cm) boyuttaki parçacıklar kolloid olarak tanımlanırlar. Bu partiküller kendiliklerinden
çökelmezler ve klasik fiziksel arıtma yöntemleriyle giderilemezler.
Koagülasyon ve flokülasyon işlemi kendiliğinden çökelemeyen partiküllerin kolay
çökebileceği büyüklüğe getirilmesi işlemidir. Kendiliğinden çöklemeyen partikküler ilave
edilen yumaklaştırıcılar tarafından çökebilir büyüklüğe erişmektedir. İlave edilen
yumaklaştırıcıların hızlı karışımı ve daha sonra yumak oluşturabilmesi için yavaş
karıştırılması gerekmektedir. Oluşan floklar çöktürme tanklarında çöktürülerek sudan
uzaklaştırılır.
İkincil Arıtma
Ön ve birincil arıtma metotları ile uzaklaştırılamayan çözünmüş ve kolloidal organik
maddelerin uzaklaştırıldığı arıtma basamağıdır. Çözünmüş ve kolloid organik maddeler basit
çökeltme metotları ile arıtılamayacağı için, bu maddelerin çökelebilen katılara dönüştürülmesi
gerekmektedir. Söz konusu dönüşüm bu maddeler ile mikroorganizmaları (bakteriyi) bir araya
getirmekle gerçekleşir. Mikroorganizmalar çözünmüş ve kolloid maddeler üzerinde
beslenirken büyürler ve çoğalırlar bu arada da çözünmüş ve kolloid maddeleri de çökelebilen
33
katılar haline dönüştürürler. İşte ikincil arıtım yöntemleri bu işlemleri gerçekleştiren biyolojik
prosesler ve gerekmesi durumunda kullanılan son çökeltme tanklarını içerirler.
Aktif çamur sistemi: Aktif çamur sistemi, atıksuların havalı biyolojik tasfiyesinde en çok
kullanılan tekniklerden birisidir. Bu sistemde havalandırma havuzu ile son çöktürme havuzu
iki mühim birimdir. Son çöktürme havuzunda çöktürülen çamurların bir kısmı havalandırma
havuzuna geri devrettirilir. Fazla biyolojik çamur ise umumiyetle ön çöktürme havuzundan
gelen çamurla birlikte yoğunlaştırılarak çürütme işleminden sonra çamur kurutma yataklarına
veya pres filtresi gibi mekanik yolla su alma tesislerine verilir.
Bu arıtma sisteminde ön arıtmadan geçirilmiş atıksu havalandırma tanklarına alınır. Bu
tanklara dışarıdan oksijen verilerek (yüzeysel havalandırıcılar veya difüzör havalandırıcılar
ile) aerobik mikroorganizmaların atıksu içindeki çözünmüş ve kolloid organik maddeleri
ayrıştırarak arıtım işlemini gerçekleştirmesi temin edilir.
Havalandırma tankından çıkan atıksuların son çökeltme tankında durultulması yani arıtılmış
su içindeki mikroorganizmaların sistemden ayrıştırılması gereklidir. Ayrıca havalandırma
tankında belirli bir mikroorganizma konsantrasyonunu temin etmek üzere son çökeltme
tankından alınan çökelmiş çamurun (mikroorganizmaların) havalandırma tankının başına geri
devredilmesi gereklidir. Sistemde oluşacak fazla çamur ise sistem dışına alınarak çamur
arıtım işlemlerine tabi tutulması gerekir.
Yeterli büyüklükte arazi yoksa, arıtma veriminin iklim koşullarından etkilenmemesi
isteniyorsa ve alıcı ortam yüksek arıtma verimliliği gerektiriyorsa (%90-95) aktif çamur
sistemleri kullanılabilir. En yaygın kullanılanlar aktif çamur sistemleri (1) klasik aktif çamur
sistemi, (2) uzun havalandırmalı aktif çamur sistemi ve (3) Oksidasyon hendekleri’dir. Şekil
9’de aktif çamur sistemi içeren bir atıksu arıtma sistemi görülmektedir.
Şekil 9. Aktif çamur prosesi akış diyagramı (Eroğlu, 2001)
Stabilizasyon Havuzları: Bu arıtma yönteminde atıksular ön arıtma ünitelerinden
geçirildikten sonra havuzlara alınır. Temel prensip sisteme dışarıdan enerji vermeden
(havalandırma yapmadan) doğal ortamda arıtımın gerçekleştirilmesidir. Sistemin avantajları,
aşırı derecede basit ve işleminin güvenilebilirliğinden kaynaklanmaktadır. Doğal arıtma
neticesinde oluşan çamur miktarı diğer atıksu arıtma yöntemlerine kıyasla çok daha azdır ve
oluşan çamur stabil halde olduğu için ayrıca bir çamur arıtım işlemine tabi tutmaya gerek
yoktur. Bununla birlikte, doğal arıtma yavaş cereyan ettiğinden büyük havuz hacimlerine
ihtiyaç vardır. İklimin ise sıcak olması tercih sebebidir.
34
Yeterli büyüklükte arazi mevcutsa, iklim koşullan müsait ise, alıcı ortam yüksek arıtma
verimliliği gerektirmiyorsa (% 70-80), tesisin inşa edileceği bölgeye yakın yerleşim alanları
yoksa ve düşük maliyetli bir tesis işletilmesi halinde tercih edilebilir.
Stabilizasyon havuzu tipleri;
•Fakültatif stabilizasyon havuzları (derinlik = 1-2 m arası)
•Anaerobik havuzlar (derinlik = 2-5 m arası)
•Olgunlaştırma havuzlan (derinlik = 1-3 m arası)
•Mekanik havalandırmalı lagünler (derinlik =2,5-5 m arası)
şeklindedir. Şekil 10’de tipik bir stabilizasyon havuzu görülmektedir.
Şekil 10. Stablizayon havuzu
Damlatmalı Filtreler: Temel prensibi belirli bir tank hacmine doldurulan kırma taş, plastik
veya herhangi bir malzemenin üzerinde bakteri tabakası oluşturarak, bu malzemenin
üzerinden ön arıtmadan geçirilmiş atıksuyu filtre etmek ve bu sayede atıksu içindeki
kompleks organik maddelerin bakteriler tarafından parçalanmasını temin etmektir. Dairesel
veya dikdörtgen geometride tanklar kullanılabilmektedir. Filtre içersinde hava sirkülasyonunu
temin etmek ve filtre yüzeyinin kuru kalmaması için tedbir almak gereklidir. Filtre yüzeyinde
üreyen bakteri tabakası zamanla kalınlaşarak kopar ve çıkış suyu ile birlikte tankı terk eder.
Atıksu içindeki bu bakteri kütlelerini sudan ayırmak için son çökeltme tankı kullanılması
gereklidir. Son çökeltme tankından alınan bu bakteri kütlesi (çamur) sistem dışına alınarak
çamur arıtım işlemlerine tabı tutulması gereklidir. Damlatmalı filtrelerde karşılaşılan en
önemli problemler; filtre malzemesinin tıkanması, sinek problemi ve filtre malzemesinin
donması riskidir.
Yeterli büyüklükte arazi yoksa, iklim koşullan uygun ise ve alıcı ortam yüksek arıtma
verimliliği gerektirmiyorsa (%70-80) bu üniteler tercih edilebilir.
35
Kullanılan damlatmalı filtre tipleri: Süper hızlı, yüksek hızlı, orta hızlı, düşük hızlı ve iki
kademeli damlatmalı filtrelerdir. Şekil 11’de arıtma sisteminde damlatmalı filtre kullanım yeri
görülmektedir.
Şekil 11. Damalatmalı filtre akış diyagramı
Anaerbik arıtma: Havasız arıtma sistemleri biyolojik ve fizikokimyasal arıtmalarda oluşan
arıtma çamurlarının stabilizasyonunda uygulandığı gibi endüstriyel ve evsel nitelikli, askıda
katı madde içeren veya içermeyen sıvı atıkların arıtımında da kullanılmaktadır.
Atıksu içerisindeki organik maddelerin havasız ortamda ayrışması en basit haliyle iki temel
aşamada gerçekleşmektedir. İlk aşamada (hidroliz ve asit fermentasyonu), organik maddelerin
asit bakterileri tarafından organik asitlere, alkollere ve CO2’ye dönüşümü gerçekleşmektedir.
İkinci aşama (metan oluşumu) ise asit bakterilerinin parçalama reaksiyonları sonucunda
oluşan ürünlerin, metanojenler tarafından metan, CO2 ve suya dönüştürülmesini içermektedir.
Bu prosesler sonucu oluşan metan gazının kalorifik değeri yüksektir ve enerji kaynağı olarak
kullanılabilmektedir. Havasız arıtma esnasında yağlar, proteinler, karbonhidratlar, amino
asitler ve organik asitler gibi kompleks veya monomer yapıda olan çeşitli organik maddeler
parçalanabilmektedir. Bu farklı reaksiyonlar sonucunda oluşacak metan miktarları da farklılık
göstermektedir. Örneğin; yağların ayrışması sonucunda yüksek metan yüzdesine sahip
biyogaz elde edilebilirken, protein ve karbonhidratların parçalanmasında daha az miktarda
biyogaz ve metan yüzdesi elde edilmektedir
Üçüncül (ileri) arıtma
Üçüncül arıtma olarak membran prosesler, adsorpsiyon, iyon değiştirme, kum filtrasyonu,
nitrifikasyon ve denitrifikasyon üniteleri kullanılmaktadır. Bu üniteler endüstriyel proseslerde
daha çok akısuların yeniden kullanılabilirliğinin sağlanması ve istenilen maddelerin giderimi
ve kazanılması amacıyla kullanılmaktadırlar. Ayrıca sıkılaşan deşarj standartları sebebiyle de
bu ünitelerin kullanılması bazen kaçınılmaz olmaktadır. Üçüncül arıtmanın kullanıldığı Şekil
12’de atıksuların geri kazanılabilmesi için muhtelif arıtma konfigürasyonları görülmektedir.
36
Şekil 12. Atıksuların geri kazanılabilmesi için muhtelif arıtma konfigürasyonları
37
Azot Giderme: Atıksuyun icerdiği amonyum iyonları azot bakterileri yardımıyla nitrifikasyon
kademesinden once nitrite ve sonra nitrata donusturulur. Daha sonra denitrifikasyon
kademesinde anoksik sartlar altında azot gazı halinde sudan uzaklastırılır. Nitrifikasyon
askıda buyume (aktif camur) veya tutunarak buyume (biyofilm) prosesleri ile
gerceklestirilebilir. Proseste onemli olan nitrifiye bakterilerin buyumelerinin sağlanacağı
uygun kosulların yaratılmasıdır. Nitrifikasyon prosesinde isletme parametreleri olarak sıcaklık
pH, cozunmus oksijen, havalandırma periyodu, camur yası, karbon/azot oranı onem
tasımaktadır. Denitrifikasyon prosesi nitratın azot gazına indirgenmesidir. Biyolojik
denitrifikasyon prosesi organik karbon kaynağı olarak metanol gibi maddelerin
kullanılmasıyla ayrı reaktorlerde gerceklestirilebildiği gibi, kombine karbon oksidasyon
nitrifikasyondenitrifikasyon sistemleri de uygulanabilir.
Fosfor Giderme: Fosfor bilesiklerini gidermek icin kimyasal ve biyolojik metodlar ayrı ayrı
veya birlikte kullanılır. Kimyasal arıtma isleminde kirec, alum, demirklorur, veya sulfat gibi
kimyasal maddeler kullanılarak yuksek pH değerlerinde fosfor, fosfat tuzları halinde
cokturulur. Biyolojik metodlarla fosfor arıtımı, biyolojik arıtma sırasında fosfatın
mikroorganizmalarca alınması ile sağlanır. Biyolojik ve kimyasal arıtmanın birlikte
kullanılması biyolojik arıtma cıkısında son cokeltme tankı girisinde metal tuzları ve polimer
ilavesi ile gerceklesir. Boylece aynı zamanda daha iyi bir cokeltme sağlanabileceği gibi,
cıkısta daha dusuk BOİ5 değerleri sağlanabilmektedir.
Filtrasyon: Biyolojik ve kimyasal arıtma islemlerinde yeterince giderilemeyen askıda katı
maddeleri ve kolloidlerin tutulması amacıyla uygulanır. Suyun granuler filtre yatağından
gecisi ile maddeler tutulur. Filtre yatağında biriken katı maddelerin giderilmesi amacıyla geri
yıkama islemi uygulanır. Filtrelerde kum, cakıl, granit vb. dolgu malzemeleri kullanılır.
Filtreler ak.s doğrultusuna gore asağı ve yukarı akıslı kullanılan filtre malzemesine gore aşağı
ve yukarı akıslı, kullanılan filtre malzemesine gore tabakalı veya tek tip malzemeden olusan
filtreler, hidrolik sartlara gore serbest yuzeyli ve basınclı filtreler olarak sınıflandırılır.
Adsorbsiyon: Adsorbsiyon, suda cozunmus maddelerin elverisli bir ara yuzeyde toplanması
islemidir. Arıtma tesisi cıkıs suyunda istenen kalitenin sağlanabilmesi icin su bir aktif karbon
ortamından gecirilir. Aktif karbon toz veya granul olarak kullanılır. Granul aktif karbonla iyi
bir temas sağlamak icin atık-su ya sabit yataklı bir kolona yukarıdan asağıya ya da sabit veya
akıskan bir yatağa asağıdan yukarıya verilir. Asağı akıslı kolonlarda biriken maddelerin neden
olduğu yuk kaybını onlemek amacıyla geri yıkama islemi yapılır. Kullanım acısından,
adsorblama kapasitesi tukenen granul aktif karbonun rejenere edilmesi gerekir. Toz halindeki
aktif karbon, biyolojik ve kimyasal arıtma cıkısındaki suya ilave edilerek, karbonun temas
havuzunda cokturulmesi seklinde kullanılır.
İyon değistirme: Endustriyel Atıksu arıtımında kullanılan atıksu bunyesinde istenmeyen
anyon ve katyonların uygun bir anyon ve katyon tipi iyon değistirici kolonda tutulması
islemidir. Đyon değistiriciler, genellikle asağı akıslı kolon tipindedir. Atıksu basınc altında
kolona yukarıdan girer, recine boyunca ilerleyerek asağıdan uzaklastırılır. Recine kapasitesi
dusunce kolonun rejenerasyonu gereklidir. Katyonik iyon değistirme recinelerinde genellikle
sodyum hidroksit rejeneran olarak kullanılır.
Ters Osmoz: Atıksuyun yeniden kullanılabilmesini sağlamak amacıyla, genellikle endüstriyel
atıksu arıtımında kullanılan çözünmüş anorganik ve organik maddelerin sudan
uzaklaştırılması ya da geri kazanım amacıyla yüksek basınç uygulanan bir sistemdir. Ters
38
osmozun temel üniteleri yarı geçirgen membran destekleme yapısı, basınçlı kap ve yüksek
basınçlı pompadır. Membran malzemesi olarak seluloz asetat ve naylon kullanılır.
Ultrafikasyon: Yarı gecirgen membranların ters osmoz işlemine benzeyen basınçlı membran
fitlrasyon metodudur. Ancak daha dusuk basınçlar uygulanır. Bileşiminde makromolekul ve
kolloid özellikte madde bulunan atıksularda kullanılır.
19. Endüstriyel Uygulamalar
Karton üretimi atıksuları düşük alum dozlarında koagüle edilebilir. Silika veya polielektrolit
ilavesi ile hızlı çöken çamur oluşur. Karton üretimi atıksularının kimyasal arıtımı değerleri
Tablo 21’da verilmiştir.
Tablo 21. Kağıt ve karton üretimi atıksularının kimyasal arıtımı değerleri (Eckenfelder, 1999)
Giriş
Karton
AKM
mg/L
350-450
Karton
260-600
Atık
BOI
mg/L
Çıkış
BOI
mg/L
AKM
mg/L
15-60
pH
Alum
mg/L
3
Silika
mg/L
5
35-85
Karton
127
593
68
44
6.7
Kağıt Mendil
140
720
36
10-15
Kağıt Mendil
208
33
6.6
10-12
10
2
4
Kalma
süresi
Çamur
saat
%katı
1.7
2-4
2.0
2-5
1.3
1.76
4
Emülsiye yağ içeren atıklar da koagülasyonla çöktürülebilirler. Emülsiyondaki yağ
parçacıkları yaklaşık 10-5cm. dir ve adsorblanan iyonlarla stabilize olurlar. Sabunlar da
emülsiyon oluştururlar. Emülsiyon CaCl2 gibi bir tuz ilavesi ile veya pH’ı düşürmeyle de
kırılabilir. Temizlik sabunu ve deterjan, suda çözünebilir taşlama yağı, kesme yağı, ve
fosforik asit temizleyici ve çözücülerini içeren bir atıksuyun koagülasyon sonuçları Tablo
22-a’da verilmiştir. Bu çalışmada 800 mg/Lalum, 450 mg/LH2SO4, ve 45 mg/Lpolielektrolit
kullanılmıştır.
Atıksudaki anyonik yüzey maddeleri koagülant dozunu arttırır. Endüstriyel çamaşırhane
atıksuları H2SO4, kireç ve alum ile muamele edildiğinde KOI 12,000 mg/Lden 1800 mg/Lye,
AKM 1620 mg/Lden 105 mg/Lye düşer. Kullanılan kimyasal madde dozları: 1400
mg/LH2SO4, 1500 mg/Lkireç, ve 300 mg/Lalum, çöken çamur hacmi ise %25 dir.
Sentetik deterjan içeren çamaşırhane atıkları anyonik deterjanı nötralize etmek için katyonik
sürfaktanlarla koagüle edilir, bunu takiben de flokülasyon için gerekli kalsiyum fosfat
çökeltisi oluşturmak üzere de kalsiyum tuzu ilave edilir. Elde edilen tipik sonuçlar Tablo 22-b
de verilmiştir.
Lateks üretiminden kaynaklanan polimer atıkları 500 mg/Ldemir klorür ve 200 mg/Lkireç ile
pH 9.6 da koagüle edildiğinde %75 KOI, %94 BOI giderimi sağlandığı belirtilmiştir
(başlangıç KOI=1000 mg/l, BOI= 120 mg/l). Arıtılan 1 m3 atıksu için 12 kg, ağırlıkça %1.2
katı içeren çamur oluşmuştur. Lateks temelli boya üretiminden kaynaklanan atıksular 345
mg/Lalum ile pH=3.0-4.0 aralığında koagüle edildiğinde arıtılan 1 m3 atıksu için 2.5 kg
ağırlıkça % 2.95 katı içeren çamur oluştuğu belirtilmiştir. Arıtım sonuçları Tablo 22-c’de
39
verilmiştir. Tekstil endüstrisi atıksularının koagülasyon sonuçları Tablo 23’de, Kağıt
endüstrisi atıksularında renk giderimi ise Tablo 24’de verilmiştir.
Tablo 22. Endüstriyel atıksuların koagülasyonu (Eckenfelder, 1999)
(a)
Analiz
Giriş
Çıkış
pH
10.3
7.1
Askıda katı, mg/L
544
40
Yağ ve gres, mg/L
302
28
Fe, mg/L
17.9
1.6
PO4, mg/L
222
8.5
(b)
Giriş,
Çıkış
ABS
63
0.1
BOİ, mg/L
243
90
KOİ, mg/L
512
171
PO4, mg/L
267
150
CaCl2, mg/L
480
Katyonik sürfaktanlar, mg/L
88
pH
7.1
7.7
(c)
Giriş
Çıkış
KOİ, mg/L
4340
178
BOİ, mg/L
1070
90
Toplam katı, mg/L
2550
446
Tablo 23. Tekstil endüstrisi atıksularının koagülasyonu (Eckenfelder, 1999)
Renk
KOI
Tesis Koagülant
Doz
pH
Giriş Giderim,%
Giriş
Giderim,%
1
Fe(SO4)3
250
7.5-11
0.25
90
584
33
Alum
300
5.9
86
39
Kireç
1200
68
30
2
3
4
Fe(SO4)3
Alum
Kireç
500
500
3-4,9-11
8.5-10
0.74
2000
Fe(SO4)3
Alum
Kireç
250
250
Fe(SO4)3
Alum
Kireç
1000
750
2500
89
89
840
65
9.5-11
6-9
1.84
600
95
95
40
825
78
9-11
5-6
4.60
40
87
89
87
49
40
38
31
50
1570
31
44
44
Çamaşırhane atıkları ile pH 6.4-6.6 aralığında, 0.24kg Fe2(SO4)3/m3 atıksu dozajında %90
BOI giderimi sağlanmıştır.
Tablo 24. Kağıt endüstrisi atıksularında renk giderimi (Eckenfelder, 1999)
Renk
KOI
Tesis Koagülant
Doz
pH
Giriş Giderim,%
Giriş
Giderim,%
1
Fe(SO4)3
500
3.5-4.5
2250
92
776
60
Alum
400
4.0-5.0
92
53
Kireç
1500
92
38
2
3
Fe(SO4)3
Alum
Kireç
Fe(SO4)3
Alum
Kireç
275
250
3.5-4.5
4.0-5.5
1000
-
250
250
1000
4.5-5.5
5.0-6.5
-
1470
91
93
480
85
940
85
91
85
53
48
45
468
53
44
40
Büyükkamacı ve Onbaşı (2007) tarafından entegre et tesisi bünyesinde faaliyet gösteren atık
su arıtma tesisinden çıkan arıtılmış atıksuların yeniden kullanılabilirliği araştırılmıştır. Tesise
günlük gelen atık su debisi 800 m3/gün’dür. Entegre Et Tesisi atıksu arıtma tesisi akım şeması
Şekil 13’de ve arıtma tesisi giriş ve çıkış noktalarından alınan numunelerde yapılan analiz
sonuçlarıda Tablo 25’de verilmektedir.
Şekil 13. Entegre et atıksu arıtma tesisi akım şeması
Ağır Metal Giderimi: Atıksulardaki ağır metaller, kireç veya kostik ilavesi ile
çözünürlüklerinin en düşük olduğu pH’da metal hidroksitleri şeklinde çöktürülürler. Bu
maddelerin çoğu amfoterik olup çözünürlükleri çok düşüktür. Çözünürlüğün minimum olduğu
pH Şekil 14’da görüldüğü gibi metalden metale farklılık gösterir (Öztürk ve diğ., 2004).
41
Tablo 25. Entegre et tesisi atıksu arıtma tesisi giriş ve çıkış suyu özellikleri
Parametre
Giriş
Çıkış
pH
Tuzluluk, ‰
İletkenlik, dS/m
Sodyum, Na+, mg/L
Magnezyum, Mg++, mg/L
Kalsiyum, Ca++, mg/L
Potasyum, K+, mg/L
SAR
Askıda Katı Madde, mg/L
Çözünmüş Katı Madde, mg/L
Bor, mg/L
Sülfat, SO42-, mg/L
Bulanıklık, JTU
Demir, Fe++, mg/L
Alkalinite, mg/L
Toplam azot, mg/L
NH3-N, mg/L
NO3-N, mg/L
Toplam Fosfor, mg/L
KOİ, mg/L
BOİ5, mg/L
Total koliform, adet/100 ml
Silika, mg/L
Renk, platin kobalt
7.45
0.1
1.43
112.90
301.40
72.15
25.43
1.31
176
848
0.115
394
120
0.5273
410
40
3.05
6.85
5.38
1500
850
300
152
375
6.5 – 7.8
≤0.1
1.50
173.20
300
95
50
1.97
16
1068
0.45
85
10
0.5
330
75
1.50
30
6.49
200
150
300
81.5
80
Şekil 14. Çeşitli pH’larda metallerin çözünürlükleri
42
Krom ve çinkonun sırasıyla pH 7.5 ve 10.2 de çözünürlükleri minimumdur. Dolayısı ile bu
pH değerinin üstünde çözeltideki miktarları yükselir.
Metal içeren endüstriyel atıksuların arıtımında metallerin çökmesine engel olabilecek
maddelerin ön arıtım ile giderilmesi gerekir. Siyanür ve amonyak bir çok metalle kompleks
oluşturarak metal giderimini engellerler. Siyanür alkali ortamda klorlama ile veya karbon
üzerine katalitik oksidasyon prosesi ile giderilebilir. Nikel ve gümüş metal komplekslerinin
reaksiyon hızı düşük olduğundan bu metalleri içeren siyanürlü atıkların alkali ortamda
klorlanması çok güçtür. [Fe(CN)6-4], [Fe(CN)6-3]’e dönüşür, bu form da daha ileri okside
olmaz. Atıksudaki amonyak, sıyırma, kırılma noktası klorlaması veya diğer uygun
yöntemlerle giderildikten sonra metal giderimi uygulanır.
Endüstriyel atıksulardaki ağır metaller kireçle çöktürülerek giderilebilirler. Ağır metaller
sülfürleri veya karbonatları şeklinde de çöktürülebilirler.
Düşük deşarj limitlerini karşılamak için çöktürme sonrası deşarj edilecek sıvı fazdaki flokları
tutmak üzere filtreleme gerekebilir. Sadece çöktürme ve durultma ile çıkış suyunda metal
konsantrasyonu 1-2 mg/Lolabilir. Filtreleme ile metal konsantrasyonu 0.5 mg/Lnin altına
düşebilir.
Krom: Kromlu atıklarda 6 değerlikli kromun önce Cr+3 e indirgenip sonra kireç ile
çöktürülmesi önerilir. Bu reaksiyon pH <3 de gerçekleşir. Kromlu atıkların indirgenmesinde
demir(II) sülfat, sodyum meta-bisülfit, kükürt dioksit kullanılır. Demir(II) sülfat ve sodyum
meta-bisülfit kuru veya çözelti halinde kullanılır. Kükürt dioksit ise sisteme gaz halinde tatbik
edilir. Kromun indirgenmesi, asit ortamda daha etkili olduğundan asit karakterli indirgeme
maddelerinin kullanımı tercih edilir. İndirgeme maddesi olarak FeSO4 kullanıldığında Fe+2
Fe+3 e oksitlenir; meta-bisülfit veya sülfür dioksit kullanıldığında ise SO3-2 SO4-2 ye dönüşür
(Öztürk ve diğ., 2004). Genel reaksiyonlar:
Cr+6 + Fe+2 veya Na2S2O5 + H+→ Cr+3 + Fe+3 veya SO4-2
(5)
Cr+3 + 3OH- →Cr(OH)3 ↓
(6)
Cr+6 nın Cr+3 e indirgenmesi için, FeSO4 ün o seyreltideki asidik etkisi yeterli olmadığından
pH ayarlaması için asit ilave edilmesi gerekir.
Küçük kaplama tesislerinin genellikle günlük atıksu debileri 100m3/gün’ün altındadır. Bu
tesislerde en ekonomik sistem, her biri bir günlük atıksu kapasitesinde iki tanklı kesikli
sistemdir. Tanklardan biri dolarken diğerinde arıtma yapılır. Biriken çamur ya doğrudan
uzaklaştırılır veya kurutma yataklarında susuzlaştırılır. Kurutma yatağında çamur 48 saatte
sıyrılabilecek kıvama gelir. Tipik bir kesikli sistem şematik görünümü Şekil 15’da verilmiştir.
Günlük atıksu debisi 100-150 m3/gün’ü geçerse büyük tank gereksiniminden dolayı kesikli
arıtım ekonomik olmaz. Sürekli sistem, asitleme-indirgeme tankı, kireç ilavesinin yapıldığı
karıştırma tankı ve çöktürme tankı gerektirir. İndirgeme tankında kalma süresi pH’a bağlı
olup, tam indirgenme için gerekli teorik sürenin en az dört katı olmalıdır. Flokülasyon için 20
dakika yeterlidir. Son çöktürme tankı yüzey yükü 20m3/m2/gün’ün üstünde tasarlanmalıdır.
43
Yıkama sularında krom miktarı çok değişkense, indirgeme tankı öncesi dengeleme
yapılmalıdır, böylece kimyasal madde besleme sisteminde çok oynamalar olmaz.
Şekil 15. Kromlu atıksuların kesikli arıtımı
Arsenik: Arsenik ve arsenikli maddeler, metalurji endüstrisi, cam ve seramik üretimi, deri
işlemleri, boya, pestisit üretimi, bazı organik ve inorganik kimyasal üretimi, petrol rafinerileri
ve nadir-toprak metalleri endüstrileri atıksularında bulunur. Atıksulardan arsenik kimyasal
çöktürme ile giderilir. pH 6-7 de sodyum veya hidrojen sülfür ilavesi ile arsenik, sülfürü
şeklinde çöktürülür. Çöktürme sonrası arıtılmış su çıkışında arsenik seviyesi 0.05 mg/Lolur.
Deşarj limitlerini sağlamak için filtreleme gerekir (Öztürk ve diğ., 2004).
Düşük miktarda arsenik aktif karbonla filtreleme ile de düşürülebilir. Bu yöntemle arseniğin
0.2 mg/Lden 0.06 mg/Lye düştüğü belirtilmektedir. Arseniğin Fe(OH)3 floklarına bağlanarak
da giderimi mümkündür. Bu prosesle 0.005mg/Lnin altında çıkış suyu arsenik miktarlarına
ulaşılmıştır.
Baryum: Baryum boya ve pigment endüstrisi, metalurji endüstrisi, cam, seramik ve boya
üretimi, ve lastik vulkanizasyonu proseslerinden çıkar. Patlayıcı üretimi atıklarında da
bulunur. Baryum atıksudan baryum sülfat şeklinde çöktürülerek uzaklaştırılır.
Baryum sülfatın çözünürlüğü çok düşüktür. Maksimum teorik çözünürlüğü 25oC da 1.4
mg/Lbaryumdur. Sülfat fazlalığında baryumun çözünürlüğü azalır. Baryum tuzlarının,
baryumsülfat formunda koagülasyonu ile çıkış suyunda baryum seviyesi 0.5 mg/Lye düşer.
Baryum iyon değişimi ve elektrodiyaliz ile de giderilebilir. Ancak bu yöntemler kimyasal
çöktürmeye kıyasla daha pahalıdır (Öztürk ve diğ., 2004).
Kadmiyum: Kadmiyum metal alaşımları, seramik, elektrokaplama, fotoğraf, pigment, tekstil
boyama, kimya sanayi ve kurşun madeni dren sularında bulunur. Atıksulardan kadmiyum
çöktürme veya iyon değiştirme ile uzaklaştırılır. Atıksu konsantre ise elektrolitik ve
buharlaştırma geri kazanım yöntemleri de uygulanabilir. Alkali pH’da kadmiyum çözünmez
ve stabil hidroksiti formuna dönüşür. Çözeltideki kadmiyum pH=8’de 1 mg/l, pH=10-11’de
ise 0.05 mg/l’ dir. Demir hidroksit ile pH=6’da birlikte çöktürme sonucu kadmiyum 0.008
mg/l’ye düşerken, pH=8.5 da demir hidroksit ile 0.05’e düşer. Atıksuda siyanür gibi kompleks
oluşturucu iyon mevcutsa kadmiyum çökmez. Bu durumda bu kompleks yapıcı iyonun
44
kadmiyumun çöktürülmesi öncesi atıksudan uzaklaştırılması gerekir. Siyanür durumunda,
önce siyanürü oksitleyip arkadan kadmiyum oksit oluşumuna sağlayan, hidrojen peroksitli
oksidasyon-çöktürme yöntemi ile kadmiyumun ekonomik olarak geri kazanımı mümkün
olmaktadır.
Bakır: Endüstriyel atıksularda bakır kaynağı metal dekopaj ve kaplama banyolarıdır. Bakır
tuzu ve bakır katalizör kullanılan kimya fabrikalarında da atıksular bakır içerebilir.
Atıksulardan bakır, çöktürme ve iyon değişimi, buharlaştırma, ve elektrodiyaliz gibi geri
kazanım prosesleri ile giderilir. Geri kazanılan bakırın ticari değeri geri kazanım yönteminin
çekiciliğini belirler. 200mg/Lnin altında bakır içeren atıksularda iyon değişimi ve aktif karbon
yöntemleri daha ekonomik olmaktadır. Alkali pH’da bakır, çözünürlüğü düşük metal hidroksit
şeklinde çöker. Ortamda yüksek miktarda sülfat bulunması durumunda oluşan çamurda
bakırın geri kazanımı ekonomik olmaz. Bu nedenle saf bir çamur elde etmek için daha pahalı
NaOH kullanımı önerilmektedir. Bakır oksit pH = 9-10.3 aralığında en düşük çözünürlüğe
sahiptir (0.01 mg/l). Uygulama göstermiştir ki kimyasal çöktürme ile ekonomik olarak
erişilebilen en düşük bakır düzeyi 0.02-0.07 mg/l’dir. pH=8.5 da sülfürle çöktürme sonucu
çıkış suyunda 0.01-0.02 mg/Lbakır seviyelerine inilebilmektedir. Atıksuda siyanür ve
amonyak gibi kompleks oluşturucu iyonların bulunması durumunda arıtılmış suda düşük bakır
seviyeleri sağlamak zorlaşır. Yüksek oranda bakır giderimi için bu iyonların ön arıtım ile
giderilmesi gerekir. Bakır siyanür aktif karbonla etkin bir şekilde giderilebilir.
Florür: Endüstriyel atıksularda florür, cam üretimi, elektrokaplama, çelik ve alüminyum,
pestisit ve gübre üretimi atıksularında bulunur. Florür, kireç ile kalsiyum florür şeklinde
çöktürme ile giderilir. Arıtılmış sularda 10-20 mg/Lbakiye florür’e ulaşmak mümkündür.
Atıksuda magnezyum bulunması durumunda daha ileri florür arıtımı sağlandığı
belirtilmektedir. Bunun nedeni olarak magnezyum hidroksit floklarının florür iyonlarını
adsorplamasıdır. Bu durumda çıkış suyunda 1.0 mg/l’nin altında florüre ulaşmak mümkün
olmaktadır. Düşük konsantrasyonda florür iyon değiştirme ile giderilebilir. Endüstriyel
atıksular, aktifleştirilmiş alumina yatakta temas ile, kireçle çöktürme sonrası 30 mg/Lolan
florür konsantrasyonu 2 mg/Lye indirilebilir (Öztürk ve diğ., 2004).
Demir: Demir maden işleme, cevher öğütme, kimya endüstrisi atıksuları, boya üretimi, metal
işleme, tekstil, petrol rafinerileri de dahil bir çok endüstriyel atıksularda bulunur. Atıksularda
demir pH ve çözünmüş oksijen konsantrasyonuna bağlı olarak +2 veya +3 değerlikli olabilir.
Nötr pH ve oksijenli ortamda çözünür Fe+2 , Fe+3’e dönüşür, demirin bu formu kolayca
hidrolize olarak çözünmez Fe(OH)3 oluşturur. Yüksek pH değerlerinde Fe(OH)3 çözünür
formdaki Fe(OH)4 kompleksine dönüşür. Demirin Fe+2(Ferro) ve Fe+3 (ferri) formları
siyanürlü ortamda çözünür ferrosiyanür ve ferrisiyanür komplekslerini oluşturabilirler.
Atıksularda demir giderilmesinde temel yöntem Fe+2 ’nin Fe+3’e dönüştürülmesi, ve
Fe(OH)2’nin pH=7 cıvarında (minimum çözünürlükte) çöktürülmesidir. Fe+2 ’nin Fe+3’e
dönüştürülmesi pH=7.5 da havalandırma ile çok hızlı olarak gerçekleşir. Ortamda çözünmüş
organik madde varsa demirin oksitlenme hızı düşer.
Kurşun: Kurşun akü üretimi atıksularında bulunur. Atıksulardan genellikle çöktürme ile
uzaklaştırılır. Kurşun, karbonat (PbCO3) veya hidroksit (Pb(OH)2) formunda çöktürülür.
Kurşun pH=9-9.5’da soda ile karbonatı şeklinde çöktürülür. Bu yöntemle arıtılmış sudaki
bakiye kurşun 0.01-0.03 mg/Laralığındadır. pH=11.5’da kireçle çöktürme sonucu bakiye
kurşun miktarı 0.019-0.2 mg/l’dir. Bunların dışında sodyum sülfür ile pH=7.5-8.5 da kurşun
sülfür formunda çöktürülebilir.
45
Mangan: Mangan ve tuzları çelik alaşımı, kuru pil üretimi, cam ve seramik, boya ve vernik ve
mürekkep gibi üretim atıksularında bulunur. Manganın sadece Mn+2 tuzları ve permanganat
anyonu çözünürdür. Permanganat kuvvetli bir oksitleyici olup normal şartlarda çözünmez
formdaki mangan dioksite (MnO2) indirgenir. Manganın uzaklaştırılması teknolojisi
çözünebilen Mn+2 iyonunun çözünmeyen çökeltiye dönüştürülmesidir. Oluşan çözünmez
mangan oksit ve hidroksitler daha sonra ortamdan uzaklaştırılır. Mn+2 iyonunun oksijene karşı
reaktivitesi düşük olduğundan pH=9 un altında basit bir havalandırma ile yükseltgenmesi
mümkün değildir. Hatta yüksek pH’larda dahi ortamdaki organik madde mangan ile
birleşerek oksitlenmesini önler. Çöktürme ile yeterli mangan giderimi sağlamak için
pH=9.4’ün üstünde çalışılması gerekmektedir. Mn+2’nin çözünmeyen mangan dioksite
dönüştürülerek koagülasyon ve filtrasyon ile atıksudan uzaklaştırılması için kimyasal
oksitleyiciler kullanılır. Bakır iyonu manganın hava ile oksidasyonunu hızlandırır. Klor
dioksit de manganın çabukça çözünmez forma dönüştürülmesini sağlar. Manganın
oksitlenmesinde permanganat da kullanılmaktadır. Kireçle birlikte ozon da mangan
gideriminde kullanılmaktadır. İyon değiştirme prosesinin kullanılmasında bir çekince
istenmeyen iyonların da tutularak maliyetin artmasıdır (Öztürk ve diğ., 2004).
Civa: Cıvanın en önemli kullanım sahası klor-alkali tesisleridir. Elektrik ve elektronik
endüstrisinde, patlayıcı üretiminde, fotoğraf endüstrisinde, pestisit ve koruyucu üretiminde de
kullanılır. Cıva, kimya ve petrokimya endüstrisinde katalizör olarak kullanılır. Laboratuar
atıksularında da bulunur. Enerji üretiminde de fosil yakıtların yanması sırasında çıkar. Termal
enerji santrallerinde kükürt dioksit giderimi için gaz yıkayıcı varsa aşırı geri devir ile cıva
birikimi mümkündür. Cıva atıksulardan çöktürme, iyon değişimi ve adsorpsiyon ile
uzaklaştırılabilir. Bakır, çinko ve alüminyum gibi metallerle temas ile de cıva iyonları miktarı
azaltılabilir. Çoğu durumda cıva geri kazanımı distilasyon ile gerçekleştirilir. Çöktürme için
cıva bileşikleri cıva iyonuna dönüştürülür. Tablo 26’da çeşitli teknolojilerle elde edilen cıva
çıkışları verilmiştir.
Tablo 26. Arıtılmış su çıkışlarında civa miktarları (Eckenfelder, 1999)
Teknoloji
Çıkış suyu, µg/L
Sülfür çöktürmesi
10-20
Alumla birlikte çöktürme
1-10
Demirle birlikte çöktürme
0.5-5
İyon değişimi
1-5
Karbon adsorpsiyonu
Giriş
Yüksek
20
Orta
2
Düşük
0.25
Nikel: Atıksularda nikel, metal işleme endüstrisi, çelik dökümhaneleri, motorlu araçlar, uçak
endüstrisi, baskı ve kimya endüstrilerinden kaynaklanır. Siyanür gibi kompleks oluşturucu
ortamda nikel, çözünmüş kompleks formda olabilir. Nikel siyanür kompleksi nikel ve siyanür
giderimini olumsuz etkiler. Atıksuya kireç ilave edildiğinde pH=10-11’de en düşük
çözünürlük değeri 0.12 mg/Lde, çözünmeyen nikel hidroksit oluşur. Nikel geri kazanım
sisteminde karbonat veya sülfatı şeklinde de çöktürülebilir. Pratikte pH=11.5’da kireç ilavesi
ile çöktürme ve filtrasyon sonucu bakiye nikel 0.15 mg/Lye indirilebilir. Atıksuda nikel
konsantrasyonu yüksekse iyon değişimi ve buharlaştırma ile nikel geri kazanımı mümkündür.
46
Selenyum: Selenyum, çeşitli kağıtlarda, kurum (is) ve metalik sülfür cevherlerinde bulunur.
Atıksulardan pH=6.6 da sülfürü şeklinde çöktürülerek uzaklaştırılır. Arıtılmış su çıkışında
0.05 mg/Lseviyelerindedir.
Gümüş: Gümüşün suda çözünür formu gümüş nitrat, porselen, fotoğraf, elektrokaplama, ve
mürekkep üretim atıksularında bulunur. Gümüş değerli bir metal olduğundan uygulanan
arıtma teknolojisi geri kazanıma yöneliktir. Başlıca arıtım yöntemleri çöktürme, iyon değişimi
ve elektrolitik geri kazanımdır. Atıksulardan gümüş giderimi gümüş klorür şeklinde
çöktürülerek uzaklaştırılır. Gümüş klorürün çözünürlüğü oldukça düşük olup 25oC’de
arıtılmış sudaki bakiye gümüş miktarı 1.4 mg/L’dir. Klorürün ortamda bir miktar fazla olması
bu değeri düşürür. Ancak klorürün çok fazla olması durumunda suda çözünür gümüş klorür
kompleksleri oluşarak arıtılmış sudaki bakiye gümüş miktarı artar. Metal karışımı içeren
atıksulardan gümüş seçici olarak çöktürülebilir. Arıtma şartları bazik ise diğer metaller
hidroksitleri şeklinde çökerken gümüş klorürü şeklinde çöker. Oluşan çamurun asidik
şartlarda yıkanması ile diğer metal iyonları ayrılırken gümüş klorür katı olarak kalır. Kaplama
banyosu suları gümüş siyanür içerir, bu da gümüşün gümüş klorür formunda çökmesini
engeller. Bu durumda gümüşün gümüş klorür olarak çöktürülmesi öncesi siyanürün
giderilmesi gerekir. Siyanür iyonlarının klorla oksidasyonu sonucu klor iyonları suya geçer,
ve gümüş iyonları ile birleşerek gümüş klorür oluşturur. Fotoğraf çözeltilerindeki gümüş
gümüş sülfür formunda çöktürülür.Atıksulardaki çözünür formdaki gümüş iyon değişimi ile
uzaklaştırılır. Düşük gümüş seviyelerinde Aktif karbon kullanılır. Aktif karbonla gümüş
giderim mekanizması karbon yüzeyinde gümüşün indirgenerek elemanter gümüşe
dönüşümüdür. Gümüşün pH=2.1de ağırlıkça %9’unun, pH=5.4 de ise %12 sinin aktif karbon
yüzeyinde tutulduğu bildirilmektedir (Öztürk ve diğ., 2004).
Çinko: Çinko, çelik işleri, rayon ipliği ve elyaf üretimi, öğütülmüş odun hamuru üretimi,
katodik işlem yapan sistemlerde soğutma suyunun sirkülasyonu sularında bulunur. Kaplama
ve metal işleme endüstrileri atıksularında da çinko bulunur. Çinko kireç veya kostik
kullanılarak hidroksiti şeklinde çöktürülür. Kireçle çöktürmenin bir mahzuru atıksuda sülfat
bulunması durumunda kalsiyum sülfatın da birlikte çökmesidir. pH=11 de arıtılmış su
çıkışında 0.1 mg/L’nin altında çinko seviyelerine ulaşılabilir.
Atıksulardan metal giderimi Tablo 27’de özetlenmiştir.
47
Tablo 27. Ağır metal gideriminde arıtılmış su çıkışındaki metal düzeyleri (mg/L)
(Eckenfelder, 1999)
Ulaşılabilecek çıkış suyu
Teknoloji
Metal
konsantrasyonu
Sülfür çöktürme ve filtreleme
0.05
Karbon adsorpsiyonu
Arsenik
0.06
Fe(OH)3 ile birlikte çöktürme
0.005
Baryum
Kadmiyum
Sülfat çöktürme
0.5
pH=10-11’de hidroksit çöktürme
Sülfür çöktürme
0.05
0.05
0.008
Bakır
0.02-0.07
0.01-0.02
Civa
0.01-0.02
0.001-0.01
0.0005-0.005
0.001-0.005
Nikel
0.12
Selenyum
0.05
Çinko
0.1
Hidroksit çöktürme
Alumla birlikte çöktürme
İyon değişimi
pH=10’da hidroksit çöktürme
pH=11’de hidroksit çöktürme
Kaynaklar
1. Tünay, O. (1996) Endüstriyel Kirlenme Kontrolü, İTÜ Yayınları, İstanbul.
2. Eckenfelder W. (1999). Industrial Water Pollution Control, Second Edition, McGraw-Hill
International Editions.
3. Kestioğlu K. (2001). Endüstriyel atıksu arıtma tesisi boyutlandırma kriterleri. Uludağ
Üniversitesi Güçlendirme Vakfı Yayın No: 174 , Bursa.
4. Eroğlu V. (2002). Atıksuların tasfiyesi. Su Vakfı Yayını, Aksaray-İstanbul
5. Öztürk İ., Timur H. ve Koşkan U. (2004) Evsel, Endüstriyel Atıksu Arıtımı ve Arıtma
Çamurlarının Kontrolü, Çevre ve Orman Bakanlığı Yayını, Ankara.
6. Jern N.W. (2006). Industrial wastewater treatment. Imperial College Press
7. Büyükkamacı N. ve Onbaşı A.N. (2007). Endüstriyel atık suların yeniden kullanımının
değerlendirilmesi: entegre et tesisi atıksuları. 7. Ulusal Çevre Mühendisliği Kongresi
Yaşam Çevre Teknoloji, 502-510, 24-27 Ekim 2007 – İZMİR.
8. Alp K. (2009) Endüstriyel Kirlenme Kontrolü Ders Notları, İTÜ Çevre Mühendisliği
Bölümü, İstanbul.
9. Gönüllü T. (2004). Endüstriyel kirlenme kontrolü. Birsen Yayınevi, Cağaloğlu-İstanbul
48
EVSEL KATI ATIK YÖNETİMİ
Katı atıklar, insan ve hayvan aktivitelerinden kaynaklanan katı ve o an istenmeyen tüm
atıklardır. Temel özelliklerinden dolayı genellikle yeniden kullanılabilir veya bir kaynak
olarak ele alınırlar. Katı atık yönetimi, evsel, tıbbi, tehlikeli ve tehlikesiz atıkların
minimizasyonu, kaynağında ayrı toplanması, ara depolanması, gerekli olduğu durumda atıklar
için transfer istasyonlarının oluşturulması, atıkların taşınması, geri kazanılması, bertarafı, geri
kazanım ve bertaraf tesislerinin işletilmesi ile kapatma, kapatma sonrası bakım, izlemekontrol süreçlerini içeren bir yönetim biçimidir.
Sürdürülebilir kalkınma, mevcut kuşakların ihtiyaçlarınının, gelecek kuşakların ihtiyaçlarını
tehlikeye atmadan karşılanmasına imkan veren, ekonomik büyüme politikasıdır. Burada temel
amaç, kalkınma çabaları ile çevrenin korunması arasında bir denge oluşturmaktır. Bunun için,
depolama alanlarında ve yakma tesislerinde bertaraf edilen atıkların en aza indirilmesi, geri
kazanım oranlarında maksimum düzeye ulaşılması, geri kazanımı ve tekrar kullanımı
mümkün olmayan materyallerin ise tekrar kullanımı ve geri kazanımı mümkün olanlarla
değiştirilmesine, Sürdürülebilir Atık Yönetimi denir. Temel hedef, doğal kaynakların aşırı
kullanımın önlenmesi ve üretilen atıkların çevresel, ekonomik ve sosyal maliyetlerinin en aza
indirilmesidir.
Atık yönetiminde en önemli husus atık oluşumunun azaltılmasıdır. Atık azaltılması, minimum
toksik içerikli, minimum madde hacimli, daha uzun kullanım süreli ürünlerin tasarımı, üretimi
ve paket olarak kullanılmasıyla oluşturulabilir. Atık azaltılması, bilinçli bir tüketim yoluyla,
ürünlerin ve materyallerin yeniden kullanılmasıyla da evsel amaçlı, ticari veya endüstriyel
tesislerde de azaltılabilir.
Atık yönetiminde ikinci önemli husus, geri dönüşümdür. Geri dönüşüm, atıkların ayrı
biriktirilmesi ve toplanmasını, yeniden kullanım, yeniden işleme ve yeniden üretim için bu
maddelerin hazırlanması ve bu maddelerin yeniden kullanımını, işlenmesini ve üretimini
kapsar.
Atık dönüşümü, atık yönetim hiyerarşisinde önem sırasında üçüncü olarak adlandırılabilir ve
atıkların fiziksel, kimyasal veya biyolojik değişimlerini kapsar. Evsel atıklara uygulanabilen
fiziksel, kimyasal ve biyolojik dönüşümler, katı atık yönetim işlemlerini ve sistemlerinin
verimliliğini arttırmak, yeniden kullanılabilir ve dönüştürülebilir maddeleri kazanmak, ısı
veya tutuşabilir biyogaz formunda enerji ve dönüşüm ürünlerini (kompost gibi) kazanmak için
kullanılır. Atık maddelerinin dönüşümü, düzenli deponiye gidecek atık miktarını da azaltır.
49
Geri dönüştürülemeyen ve kullanımı mümkün olmayan katı atıklar için, geri kazanım
tesisinde atıklar ayrıldıktan sonra geriye kalan kalıntı maddeler için ve dönüşüm ürünleri veya
enerji geri kazanıldıktan sonra geriye kalan kalıntılar için nihai olarak bir şeylerin yapılması
gerekir. Bu atıklar, düzenli deponi sahalarında depolanabilir. Düzenli depolama atık
yönetiminde dördüncü önemli husustur.
Katı atık yönetimi kapsamında evsel katı atıklarla ilgili olarak mümkün olduğu kadar çok
bilgiye sahip olmamız gerekmektedir. Cevaplandırılması gereken önemli soruların bazıları
şunlardır;
1. Evsel atıkların tipi ve miktarı ne kadardır?
2. Evsel atık tipleri hangi orandadır?
3. Yeniden kullanım ve geri dönüşüm için hangi materyal tipleri ve miktarları söz
konusudur?
4. Evsel atıkların özellikleri saatlik, günlük, haftalık ve mevsimsel olarak değişiklik
gösteriyor mu?
5. Ekonomik değeri olan evsel atıkların özellikleri nelerdir?
6. Hangi istenmeyen ve tehlikeli objeler uzaklaştırılmalıdır?
7. Hangi kirleticiler uzaklaştırılmalıdır?
8. Yukarıdaki soruları cevaplandırmak için hangi testler ve ölçümler gerçekleştirilebilir?
Bu soruların cevaplandırılması atık yönetiminin en önemli parçasıdır.
2. KATI ATIKLARIN KAYNAKLARI
1. Yerleşim yeri atıkları,
2. Ticari atıklar,
3. Kurumsal atıklar,
4. İnşaat ve hafriyat atıkları,
5. Evsel hizmetler.
6. Arıtma tesisi atıkları,
7. Endüstriyel atıklar,
8. Tarımsal atıklar.
50
Tablo 1. Toplumdaki Katı Atık Kaynakları
Atıkların meydana geldiği tipik
Kaynak
Katı atık tipleri
faaliyetler, aktiviteler
Konut
Düşük,
orta
ve
yüksek
katlı
apartmanlar
Gıda atıkları, kâğıt, karton, plastikler, tekstil, deri,
bahçe
atıkları,
alüminyum,
odun,
diğer
cam,
teneke konserveler,
metaller,
küller,
caddeye
bırakılanlar, özel atıklar (büyük hacimli maddeler
dâhil, tüketici elektronikler, beyaz eşya, ayrı toplanmış
bahçe atıkları, piller, yağ ve lastikler), evsel tehlikeli
atıklar.
Ticari
Mağazalar,resturantlar,
ofis
binaları,
oteller,
marketler,
Kâğıt, karton, plastikler, odun, gıda atıkları, cam,
moteller,
metaller, özel atıklar (yukarıya bakınız), tehlikeli
kırtasiyeler, servis istasyonları, oto
atıklar, vs.
tamir dükkânları, vs.
Kurumsal
Okullar, hastaneler, cezaevleri, idari
Ticari alandaki gibi
merkezler
İnşaat
ve
hafriyat
Yeni
inşaat
alanları,
yol
Odun, çelik, beton, çamur, vs.
onarım/yenileme alanları, binaların
yıkılması, kırık asfalt
Evsel hizmetler
Cadde temizlenmesi, peyzaj, havuz
Özel atıklar, çöp, cadde süprüntüleri, peyzaj ve ağaç
(arıtma tesisleri
temizlenmesi, parklar ve sahiller,
kırıntıları, havuz atıkları, parklardan, sahillerden ve
hariç)
diğer rekreasyon alanları
rekreasyon alanlardan gelen genel atıklar
Arıtma tesisi atıkları, atık çamurları
Arıtma
tesisi
Su, atıksu ve endüstriyel arıtım
alanları,
evsel
prosesleri, vs.
katı
yakma
kazanı
Evsel katı atık1
Yukarıdakilerin hepsi
Yukarıdakilerin hepsi
Endüstriyel
İnşaat, imalat, hafif ve ağır üretim,
Endüstriyel proses atıkları, hurda maddeler, vs., gıda
rafineriler, kimyasal tesisler, güç
atıklarını kapsayan endüstriyel olmayan atıklar, çöp,
tesisleri, hafriyat, vs.
küller, hafriyat ve inşaat atıkları, özel atıklar, tehlikeli
atıklar
Tarımsal
Tahıllar, meyve bahçeleri, üzüm
Bozulmuş gıda atıkları, tarımsal atıklar, çöp, tehlikeli
bağları, mandıra, çiftlik, vs.
atıklar
1 Evsel katı atık terimi, endüstriyel ve tarımsal katı atıklar hariç bir toplumda meydana gelen tüm atıkları kapsar.
Yerleşim yerleri ve ticari faaliyetlerden kaynaklanan katı atıklar,
organik ve inorganik
atıklardan oluşur. Bu alanlardan kaynaklanan katı atıkların organik fraksiyonu, kâğıt, karton,
plastik türleri, yiyecek atıkları, tekstil, lastik, deri, ağaç ve bahçe atıklarından oluşur. Cam,
51
alüminyum, çömlekler, demirli metaller, tenekeler, toprak gibi maddeler inorganik fraksiyonu
oluşturur.
Atıldıklarında bu atık bileşenleri ayrılmazsa bu atıkların karışımı, karışık yerleşim yeri ve
ticari evsel atıklar olarak da verilir. Hızlı bir şekilde parçalanacak atıklar (özellikle sıcak
mevsimlerde) parçalanabilen atıklar olarak da bilinir. Parçalanabilir atıkların temel kaynakları
yiyeceklerin hazırlanması, işlenmesi, pişirilmesi ve yenmesi esnasında oluşur. Çoğu kez
parçalanma, kötü kokuların yayılması ve sineklerin üremesine yol açacaktır. Birçok yerde bu
atıkların parçalanabilir doğası katı atık toplama sisteminin tasarımını ve işletimini
etkilemektedir.
Kâğıt için; 40 sınıflandırmadan daha fazla sınıflandırma olmasına rağmen evsel atıklarda
bulunan kâğıt atıklar temel olarak gazete, kitaplar, magazinler, ticari baskılar, ofis kâğıtları,
kartonlar, kâğıt ambalajlar, tuvalet kâğıtları, kâğıt mendiller, kâğıt havlular vs. dir.
Evsel atıklarda bulunan plastik materyaller de 7 kategoriye ayrılır (Şekil 1);
1. Poli etilen tereftalet (PETE / 1)
2. Yüksek yoğunluklu poli etilen (HDPE / 2)
3. Polivinil klorür (PVC / 3)
4. Düşük yoğunluklu poli etilen (LDPE / 4)
5. Polipropilen (PP / 5)
6. Polistiren (PS / 6)
7. Diğer çok tabakalı plastik materyaller (7)
Şekil 1. Plastiklerin Farklı Tipleri İçin Kullanılan Kodların İşareti
Özel Atıklar
Yerleşim yerleri ve ticari faaliyetlerden kaynaklardan oluşan özel atıklar, büyük hacimli
maddeler, elektronikler, beyaz eşya, ayrı toplanmış bahçe atıkları, bataryalar, yağ ve
lastiklerden oluşur. Bu atıklar, bu alanlardan çoğunlukla ayrı toplanır. Büyük hacimli
maddeler, mobilya veya benzer maddelerden oluşur. Elektronikler, radyo, televizyon gibi
eskimiş, bozulmuş veya istenmeyen maddelerden meydana gelir. Bataryaların temel
kaynakları; evler, otomobiller ve diğer benzeri kaynaklardır. Evlerde kullanılan bataryalar;
52
alkali, civa, gümüş, çinko, nikel, kadmiyumu içeren çeşitli tiplerde olabilirler. Evsel
bataryalarda bulunan materyaller sızıntı suyuna karışarak yer altı suyunu kirletebilir. Aynı
zamanda atık yakma tesislerinde külde kalabilir ve havayı da kirletebilir. Bu yüzden birçok
ülkede evsel bataryaların landfillenmesi yasaklanmaktadır. Otomobiller kurşunlu asidik
(sülfürik asit) aküleri kullanırlar; bunlar da tehlikeli materyallerdir.
53
3. KATI ATIKLARIN KOMPOZİSYONU
Kompozisyon, katı atıkları oluşturan, bireysel bileşenleri ve genellikle onların ağırlıkça
yüzdelerini tanımlamak için kullanılan terimdir. Katı atıkların kompozisyonu ile bilgi,
ekipman ihtiyaçlarının, sistemlerin, yönetim programları ve planlarının değerlendirilmesinde
önemlidir. Örneğin; ticari faaliyet sonucu oluşan katı atık, sadece kağıt ürünlerini içerirse
kesici ve balyacı gibi özel proses ekipmanın kullanımı gerekebilir.
3.1. Evsel Katı Atıkların Bileşimi
Bir toplumdan kaynaklanan katı atıklar, Tablo 1’de gösterilen atık materyallerden oluşur.
Evsel katı atık dağılımı ile ilgili tipik veriler, Tablo 2’de verilmiştir.
Tablo 2. Endüstriyel ve tarımsal atıklar hariç bir toplumda meydana gelen evsel katı atık
bileşenlerinin dağılımı.
Ağırlıkça Yüzde
Atık Kategorisi
Aralık
Tipik
50 – 75
62.0
3 – 12
5.0
0.01 – 1.0
0.1
Kurumsal
3–5
3.4
İnşaat ve hafriyat
8 – 20
14.0
Cadde ve sokak temizliği
2–5
3.8
Ağaç ve peyzaj
2–5
3.0
1.5 – 3
2.0
0.5 – 1.2
0.7
3–8
6.0
Konut ve ticari, özel ve tehlikeli atıklar hariç
Özel (büyük hacimli maddeler, elektronikler, beyaz eşya, ayrı
toplanmış bahçe atıkları, bataryalar, yağ ve lastikler)
Tehlikeli
Belediye hizmetleri
Parklar ve rekreasyon alanları
Havuzda biriken atıklar
Arıtma tesisi çamurları
Toplam
100
Katı atıkların fiziksel bileşimi ile ilgili bilgiler ve veriler, kaynak ve enerji geri kazanımının
fizibilitesini değerlendirmede, ekipman ve tesislerin seçimi ve işletiminde, düzenli depolama
tesislerinin analizi ve tasarımında önemlidir. Konutlardan kaynaklanan evsel atıkların
bileşimleri ve dağılımları Tablo 3 de verilmiştir.
54
Tablo 3. Düşük, orta ve yüksek gelirli ülkeler için konutlardan kaynaklanan evsel katı
atıklardaki bileşenlerin dağılımı.
Bileşen
Düşük
gelirli
Orta
gelirli
Yüksek
ülkeler
ülkeler
ülkeler
Yiyecek atıkları
40-85
20-65
6-30
Kağıt, karton
1-10
8-30
25-60
Plastik
1-5
2-6
2-8
Tekstil
1-5
2-10
2-6
Lastik, deri
1-5
1-4
0-4
Bahçe atıkları, ağaç
1-5
1-10
11-25
1-10
1-10
4-12
gelirli
Organik
İnorganik
Cam
Teneke
Alüminyum
2-8
1-5
1-5
Diğer metaller
Toz, kül v.b.
0-1
1-4
1-40
1-30
0-10
Tablo 3’de evsel katı atıklardaki bileşenlerin genel bir dağılımı verilse de bu bileşenlerin
yüzdelik dağılımları, yerleşim bölgesine, mevsime, ekonomik şartlara ve birçok faktöre bağlı
olarak değişkenlik gösterir.
55
4. EVSEL ATIKLARIN FİZİKSEL, KİMYASAL VE BİYOLOJİK ÖZELLİKLERİ
Atıkların fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerinin bilinmesi, katı atık yönetim
sistemlerinin geliştirilmesi ve tasarımı için gereklidir.
4.1. Evsel Atıkların Fiziksel Özellikleri
Evsel atıkların önemli fiziksel karakteristikleri, sıkıştırılmış atığın porozitesi, nem içeriği,
saha kapasitesi, partikül boyutu, partikül boyut dağılımı, spesifik ağırlıktır.
4.1.1. Spesifik Ağırlık: Bir materyalin birim hacimdeki ağırlığı olarak tanımlanır.
Yönetilmesi gereken atığın toplam kütle ve hacmini ortaya çıkarmak için spesifik ağırlık
verisine ihtiyaç duyulur. Spesifik ağırlık, jeografik konuma göre, mevsime göre, depolama
zamanının uzunluğuna göre değişmektedir.
4.1.2. Nem İçeriği: Evsel atıkların nem içeriği genellikle iki şekilde ifade edilir. Islak ağırlık
ölçüm metodunda bir numunedeki nem, materyalin ıslak ağırlığının %’ si olarak ifade edilir.
Kuru ağırlık metodun da nem, materyalin kuru ağırlığının %’ si olarak ifade edilir. Islak
ağırlık metodu, katı atık yönetiminde en yaygın kullanılan metottur. Denklem formunda ıslak
ağırlık nem içeriği aşağıdaki şekilde ifade edilir.
M = ((w – d) / w) x 100
M = Nem içeriği, (%)
w = Örneğin ilk ağırlığı, (kg)
d = 105 0C’ de kurutulduktan sonraki örneğin ağırlığı, (kg)
Evsel katı atıklar için nem içeriği atıkların bileşimine, mevsime ve hava nemliliğine, özellikle
yağmura bağlı olarak değişmektedir. Genelde nem içeriği, % 15-50 arasında değişmektedir.
Tablo 4’de katı atıkların spesifik ağırlıkları ve nem içerikleri verilmektedir.
56
Tablo 4. Konut, ticari, endüstriyel ve tarımsal atıklar için tipik spesifik ağırlık ve nem içerik
değerleri.
Spesifik Ağırlık, lb/yd3(1 yd3 = 0,76 m3, 1 lb = 0,45 kg)
Nem İçeriği, ağırlıkça %
Atığın Tipi
Aralık
Tipik
Aralık
Tipik
Gıda atıkları (karışık)
220 – 810
490
50 – 80
70
Kâğıt
70 – 220
150
4 – 10
6
Plastikler
70 – 220
110
1–4
2
Tekstiller
70 – 170
110
6 – 15
10
Konut (sıkıştırılmamış)
Deri
170 – 440
270
8 – 12
10
Bahçe atıkları
100 – 380
170
30 – 80
60
Cam
270 – 810
330
1–4
2
Teneke kutular
85 – 270
150
2–4
3
Toz, küller, vs.
540 – 1685
810
6 – 12
8
Küller
1095 – 1400
1255
6 – 12
6
Ticari
Ahşap kasalar
185 – 270
185
10 – 30
20
Ağaç kırpıntıları
170 – 305
250
20 – 80
5
1350 – 1855
1685
75 – 99
80
1350 – 1685
1600
0–5
2
Talaş
170 – 590
490
10 – 40
20
Tekstil atıkları
170 – 370
305
6 – 15
10
420 – 1265
605
60 – 90
75
Gübre (ıslak)
1515 – 1770
1685
75 – 96
94
Sebze atıkları (karışık)
340 – 1180
605
60 – 90
75
Endüstriyel
Kimyasal
çamurlar
(ıslak)
Petrol, katran, asfalt
Tarımsal
Meyve
atıkları
(karışık)
4.1.3. Partikül Boyutu ve Boyut Dağılımı: Katı atıklardaki materyallerin boyutu ve boyut
dağılımı özellikle döner kalbur ve magnetik seperatürler (ayırıcı) gibi mekaniksel yollarla
materyallerin geri kazanımında önemli bir husustur. Bir atık bileşeninin boyutu aşağıdaki
ifadelerin bir veya birkaçıyla belirlenebilir.
Sc = L
Sc = ((L + w) / 2)
Sc = ((L + w + h) / 3)
Sc = (L x w)1/2
Sc = (L x w x h)1/3
Sc = Bileşenin boyutu (mm)
L = Uzunluk (mm)
57
w = Genişlik (mm)
h = Yükseklik (mm)
4.1.4. Saha Kapasitesi: Katı atığın saha kapasitesi, bir atık numunesinde tutulabilen nemin
toplam içeriğidir (yer çekimi ile aşağı doğru harekete geçebilecek nem). Atık materyallerin
saha kapasitesi düzenli depolamada sızıntı suyunun oluşumunu belirlemede kritik öneme
sahiptir. Saha kapasitesinden fazla olan su sızıntı suyu olarak ortaya çıkacaktır. Saha
kapasitesi uygulanan basıncın düzeyi ile ve atık parçalamasının durumuna göre değişir. Konut
ve ticari kaynaklardan ortaya çıkmış sıkıştırılmamış karışık alanların saha kapasitesi % 50 ile
60 arasında değişir.
4.1.5. Sıkıştırılmış Atıkların Permeabilitesi: Sıkıştırılmış atıkların hidrolik iletkenliği, bir
düzenli deponi sahasında sıvıların ve gazların hareketini idare eden önemli bir fiziksel
özelliktir. Permeabilite katsayısı aşağıdaki gibi yazılabilir;
K = Cd2 (γ / µ) = k (γ / µ)
K = Permeabilite katsayısı
C = Boyutsuz sabit ya da şekil faktörü
d = Gözeneklerin ortalama boyutu
γ = Suyun spesifik ağırlığı
µ = Suyun dinamik viskozitesi
k = Gerçek permeabilite
Cd2 = Gerçek (spesifik) permeabilite .
Spesifik permeabilite gözenek boyut dağılımı, spesifik yüzey ve poroziteyi kapsayan katı
maddelerin özelliklerine bağlıdır. Bir düzenli deponi sahasında sıkıştırılmış katı atığın spesifik
permeabilitesi ile ilgili tipik değerler dikey yönde 10-11 ve 10-12 m2, yatay yönde 10-10 m2
aralığındadır.
4.2. Evsel Atıkların Kimyasal Özellikleri
Evsel katı atığı oluşturan bileşenlerin kimyasal bileşimiyle ilgili bilgi, alternatif prosesleri ve
geri kazanım opsiyonlarını değerlendirmede önemlidir. Örneğin, yakmanın fizibilitesi, katı
atığın bileşimine bağlıdır. Genel olarak atıklar, yarım nemli, yanabilen ve yanmayan
materyallerin bileşimi olarak düşünülebilir. Katı atıklar yakıt olarak kullanılacaksa aşağıdaki
özellikler bilinmelidir.
58
1. Önemli temsili analizler,
2. Nihai analizler (önemli elementler),
3. Enerji içeriği.
Evsel katı atığın organik fraksiyonu kompostlaştırıldığı veya diğer biyolojik dönüşüm
ürünlerinin üretimi için ham materyal olarak kullanıldığı yerlerde sadece atığı oluşturan
önemli elementlerin bilgisi önemli değildir aynı zamanda atık maddelerindeki iz elementlerle
ilgili bilgilerde gereklidir.
4.2.1. Temsili Analizler: Evsel katı atığın yanma bileşenleri için analizler aşağıdaki testleri
kapsar.
1. Nem (1 saat boyunca 105 0C’ deki sıcaklıkta nem kaybı)
2. Uçucu yanabilir madde (950 0C’ de yanmayla ilişkili olarak ilave ağırlık kaybı)
3. Sabit (değişmez) karbon ( uçucu madde uzaklaştırıldıktan sonra geriye kalan yanabilir
kalıntı)
4. Kül (yanmadan sonra yanabilir kalıntı ağırlığı)
Bir evsel katı atık için yanabilen bileşenlerin temsili analiz verileri Tablo 5’ de
gösterilmektedir.
4.2.2. Katı Atık Bileşenlerin Nihai Analizleri: Bir atık bileşeninin nihai analizi karbon,
oksijen, hidrojen, kükürt, azot ve külün yüzdesinin belirlenmesini kapsar. Yanma esnasında
klorlu bileşiklerinin emisyonu ile ilgili sorunlardan dolayı halojenlerin tayini çoğu zaman
nihai analizlerde yer alır. Nihai analizlerin sonuçları evsel katı atıkdaki organik maddenin
kimyasal bileşimini karakterize etmek için kullanılır. Biyolojik dönüşüm prosesleri için
optimum C:N oranı elde etmek için atık materyallerinin uygun karışımını sağlamak içinde bu
analizlerden faydalanılır. Yanabilir materyallerin nihai analizleri ile ilgili veriler Tablo 6’ da
gösterilmektedir.
59
Tablo 5. Konut, ticari ve endüstriyel katı atıklarda bulunan maddeler için tipik analizler
Atığın Tipi
Ağırlıkça %
Nem
Uçucu
Sabit Karbon
Yanıcı Olmayan
Madde
Yağlar
2.0
95.3
2.5
0.2
70.0
21.4
3.6
5.0
Meyve atıkları
78.7
16.6
4.0
0.7
Et atıkları
38.8
56.4
1.8
3.1
Kâğıt (karışık)
10.2
75.9
8.4
5.4
Plastikler (karışık)
0.2
95.8
2.0
2.0
Polietilen
0.2
98.5
<0.1
1.2
Polistiren
0.2
98.7
0.7
0.5
Poliüretan
0.2
87.1
8.3
4.4
Tekstiller
10.0
66.0
17.5
6.5
Lastik
1.2
83.9
4.9
9.9
Deri
10.0
68.5
12.5
9.0
Bahçe atıkları
60.0
30.0
9.5
0.5
Sert kereste
12.0
75.1
12.4
0.5
Cam ve mineral
2.0
-
-
96 – 99+
Metal, teneke kutular
5.0
-
-
94 – 99+
Metal, demirli
2.0
-
-
96 – 99+
Metal, demirsiz
2.0
-
-
94 – 99+
Evsel MSW
21.0
52.0
7.0
20.0
(15 – 40)
(40 – 60)
(4 – 15)
(10 – 30)
15.0
-
-
-
-
Ticari MSW
(10 – 30)
MSW
20.0
(10 – 30)
Tablo 6. Konut, ticari ve endüstriyel katı atıklarda bulunan yanabilir maddelerin nihai
analizleri.
Atığın Tipi
Ağırlıkça % (Kuru)
Karbon
Hidrojen
Oksijen
Azot
Kükürt
Kül
Yağlar
73.0
11.5
14.8
0.4
0.1
0.2
48.0
6.4
37.6
2.6
0.4
5.0
Meyve atıkları
48.5
6.2
39.5
1.4
0.2
4.2
Et atıkları
59.6
9.4
24.7
1.2
0.2
4.9
Kâğıt (karışık)
43.4
5.8
44.3
0.3
0.2
6.0
Plastikler (karışık)
60.0
7.2
22.8
-
-
10.0
Polietilen
85.2
14.2
-
<0.1
<0.1
0.4
Polistiren
87.1
8.4
4.0
0.2
-
0.3
Poliüretan
63.3
6.3
17.6
6.0
<0.1
4.3
Tekstiller
48.0
6.4
40.0
2.2
0.2
3.2
Lastik
69.7
8.7
-
-
1.6
20.0
Deri
60.0
8.0
11.6
10.0
0.4
10.0
Bahçe atıkları
46.0
6.0
38.0
3.4
0.3
6.3
60
Sert kereste
49.6
6.1
43.2
0.1
<0.1
0.9
Cam ve mineral
0.5
0.1
0.4
<0.1
-
98.9
Metaller (karışık)
4.5
0.6
4.3
<0.1
-
90.5
Ofis süprüntüleri
24.3
3.0
4.0
0.5
0.2
68.0
Yağlar, boyalar
66.9
9.6
5.2
2.0
-
16.3
4.2.3. Katı Atık Bileşenlerin Enerji İçeriği: Evsel katı atıkların organik bileşenlerinin enerji
içeriği;
1. Kalorimetre ile
2. Laboratuar bomb kalorimetresi kullanılarak,
3. Elementel bileşim biliniyorsa hesaplamayla belirlenebilir. Evsel katı atığın enerji
içeriğini hesaplamada kullanılan veriler Tablo 7’ de verilmiştir.
Tablo 7. Konutlardan kaynaklanan evsel atıkların inert kalıntı ve enerji içerik değerleri.
Bileşen
İnert Artık, yüzde
Enerji, Btu/Ib
Aralık
Tipik
Aralık
Tipik
Yiyecek atıkları
2–8
5.0
1,500 – 3,000
2,000
Kâğıt
4–8
6.0
5,000 – 8,000
7,200
Organik
Karton
3–6
5.0
6,000 – 7,500
7,000
Plastikler
6 – 20
10.0
12,000 – 16,000
14,000
Tekstiller
2–4
2.5
6,500 – 8,000
7,500
Lastik
8 – 20
10.0
9,000 – 12,000
10,000
Deri
8 – 20
10.0
6,500 – 8,500
7,500
Bahçe artıkları
Ağaç
2–6
4.5
1,000 – 8,000
2,800
0.6 – 2
1.5
7,500 – 8,500
8,000
96 – 99+
98.0
50 – 100
60
İnorganik
Cam
Teneke kutu
96 – 99+
98.0
100 – 500
300
Alüminyum
90 – 99+
96.0
-
-
Diğer metal
94 – 99+
98.0
100 – 500
300
Toz, kül, vs.
60 – 80+
70.0
Evsel katı atıklar
1,000 – 5,000
3,000
4,000 – 6,000
5,000
Btu/lb.2,326= kJ/kg
4.2.4. Nutrientler ve Diğer Elementler: Evsel katı atığın organik fraksiyonu, kompost,
metan, etanol gibi biyolojik dönüşüm ürünlerinin üretimi için kullanılacaksa atık materyaldeki
nutrientler ve elementlerle ilgili bilgiye ihtiyaç duyulmaktadır. Evsel katı atığın organik
fraksiyonunu oluşturan materyallerde bulunan nutrient ve elementler Tablo 8’ de
gösterilmiştir.
61
Tablo 8. Biyolojik dönüşüm prosesleri için kullanılan organik maddelerin analizi.
Bileşen
Birim
Substrat (kuru)
Gazete Kâğıdı
Ofis Kâğıdı
Bahçe Artıkları
Gıda Artıkları
NH4-N
ppm
4
61
149
205
NO3-N
ppm
4
218
490
4278
P
ppm
44
295
3500
4900
PO4-P
ppm
20
164
2210
3200
%
0.35
0.29
2.27
4.18
ppm
159
324
882
855
K
SO4-S
Ca
%
0.01
0.10
0.42
0.43
Mg
%
0.02
0.04
0.21
0.16
Na
%
0.74
1.05
0.06
0.15
B
ppm
14
28
88
17
Se
ppm
-
-
<1
<1
Zn
ppm
22
177
20
21
Mn
ppm
49
15
56
20
Fe
ppm
57
396
451
48
Cu
ppm
12
14
7.7
6.9
Co
ppm
-
-
5.0
3.0
Mo
ppm
-
-
1.0
<1
Ni
ppm
-
-
9.0
4.5
W
ppm
-
-
4.0
3.3
4.3. Evsel Atıkların Biyolojik Özellikleri
Plastik, lastik ve deri bileşenleri hariç evsel katı atıkların organik fraksiyonu genelde
aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir;
1. Şekerler, nişastalar, aminoasitler, çeşitli organik asitler gibi suda çözünmüş bileşenler,
2. Hemiselüloz,
3. Selüloz,
4. Alkoller ve uzun zincirli yağ asitlerinin esterleri olan yağlar, petrol,
5. Lignin,
6. Aminoasit zincirlerinden oluşan proteinler.
Evsel katı atıkların organik fraksiyonunun en önemli biyolojik karakteristiği, organik
bileşenlerin tümünün biyolojik olarak gazlara ve oldukça inert organik ve inorganik katılara
dönüştürülebilmesidir. Koku ve sinek oluşumu evsel katı atıklarda bulunan organik
bileşiklerin çürüyebilen yapısıyla genelde ilişkilidir.
62
4.3.1. Organik Atık Bileşenlerinin Biyoparçalanabilirliliği
Organik uçucu katı içeriği (550 0C’ de yakmayla belirlenen) evsel katı atıkların organik
fraksiyonunun biyoparçalanabilirliğinin bir ölçümü olarak çoğu kez kullanılır. Evsel katı
atıkların organik fraksiyonunun biyoparçalanabilirliğini tanımlamada uçucu katıların
kullanımı (VSS) hatalı olabilir. Çünkü evsel katı atığın organik bileşiğinin bir kısmı yüksek
derecede uçucudur. Fakat biyoparçalanabilirliği düşüktür. Alternatif olarak, bir atığın lignin
içeriği biyoparçalanabilir fraksiyonunu hesaplamak için kullanılır. Aşağıdaki ifade
kullanılabilir.
BF = 0,83 – 0,028 x LC
BF = Uçucu katıya dayalı olarak ifade edilen biyoparçalanabilir fraksiyon
0,83 = Deneysel sabit
0,028 = Deneysel sabit
LC = Kuru ağırlığın yüzdesi olarak ifade edilen lignin içeriği.
Tablo 9. Lignin içeriğine dayalı olarak bazı organik atık bileşenlerinin biyoparçalanabilirliği.
Uçucu Katılar (VS), Toplam
Lignin İçeriği (LC),
Biyoparçalanabilir
Katıların %’si (TS)
VS’ nin %’si
Fraksiyon (BF)
7 – 15
0.4
0.82
Gazete kâğıtları
94.0
21.9
0.22
Ofis kâğıtları
96.4
0.4
0.82
Karton
94.0
12.9
0.47
50 – 90
4.1
0.72
Bileşen
Gıda atıkları
Kâğıt
Bahçe atıkları
Evsel katı atıklarda bulunan organik atıkların biyoparçalanabilirliği (lignin içeriğine bağlı)
yukarıdaki Tablo 9’da verilmiştir.
Tablo 9’da görüldüğü gibi yüksek lignin içerikli atıklar (gazete kâğıdı) evsel katı atıklarla
bulunan diğer organik atıklardan çok daha az biyoparçalanabilirdir. Çeşitli bileşenlerin
parçalanabilme hızı önemli ölçüde değişmektedir. Pratik uygulamalar için evsel katı
atıklardaki temel organik bileşenler, çoğu kez hızlı ve yavaş parçalanabilir olarak
sınıflandırılır.
4.3.2. Koku Oluşumu: Koku; katı atıkların biriktirilmesi esnasında, transfer istasyonlarında
ve nihai deponi alanlarında oluşabilir. Kokunun hızlıca ortaya çıkması ve yayılması sıcak
iklimlerde daha önemlidir. Genel anlamda, koku oluşumu evsel katı atıklarda bulunan kolay
63
parçalanabilir organik bileşenlerin anaerobik parçalanmasından kaynaklanır. Örneğin,
anaerobik (indirgeme) şartlar altında sülfat sülfid e (S-2) indirgenebilir (daha sonra H2S
oluşturmak için hidrojenle birleşir). H2S’ nin oluşumu aşağıdaki iki reaksiyon serisiyle
gösterilebilir.
2CH3CHOHCOOH + SO4-2 → 2CH3COOH + S-2 + H2O + CO2
Laktat
Sülfat
Asetat
Sülfid
-2
-2
4H2 + SO4 → S + 4H2O
S-2 + 2H+ → H2S
Sülfid iyonu metal sülfidleri oluşturmak için (demir gibi) mevcut metal tuzlarıyla da
birleşebilir.
S-2 + Fe+2 → FeS
Anaerobik parçalanmaya uğrayan katı atıkların siyah rengi metal sülfidlerin oluşumu
nedeniyledir.
Bir sülfür radikalini içeren bir organik bileşiğin biyokimyasal indirgenmesi metil merkaptan
ve aminobütirik asit gibi kokulu bileşiklerin oluşumuna yol açabilir. Bir aminoasit olan
metioninin indirgenmesi bir örnek olarak verilebilir.
CH3SCH2CH2CH(NH2)COOH → CH3SH + CH3CH2CH2(NH2)COOH
Metionin
Metil Merkaptan Aminobütirik Asit
Metil merkaptan metil alkole ve hidrojen sülfüre biyokimyasal olarak hidrolize edilebilir.
CH3SH + H2O → CH4OH + H2S
4.3.3. Sineklerin Üremesi: Sıcak iklimlerdeki bütün mevsimlerde ve yaz aylarında atıkların
bırakıldığı yerlerde sinek üremesi önemli bir sıkıntıdır. Yumurtalar bırakıldıktan sonra
sinekler iki haftadan daha az bir sürede gelişebilir. Tipik ev sineğinin yumurtadan ergin haline
kadar yaşam süreci aşağıdaki gibi verilebilir.
Yumurtaların gelişimi
8 – 12 saat
Larvanın 1. Aşaması
20 saat
24 saat
3 gün
Larvadan sonraki devre
4 – 5 gün
Toplam
9 – 11 gün
Çöpün bırakıldığı konteynırlarda eğer larva gelişirse, konteynırlar boşaltıldığında onları
uzaklaştırmak zor olur. Geriye kalan larvalar sineklere dönüşürler. Larvalar üstü örtülmemiş
kutularda gelişebilir ve çevreye sinekler halinde yayılırlar.
64
5. KATI ATIKLARIN FİZİKSEL, KİMYASAL VE BİYOLOJİK DÖNÜŞÜMLERİ
Katı atık dönüşümleri, insanlar tarafından veya doğal olaylarla meydana gelebilir. Katı atıklar
fiziksel, kimyasal ve biyolojik yollarla dönüştürülebilir (Tablo 10). Katı atık yönetiminden
sorumlu olanlar, mümkün olan dönüşüm proseslerini ve meydana gelen ürünleri bilmelidirler.
Çünkü katı atık yönetim planlarının oluşturulmasında bu süreçler önemlidir.
Tablo 10. Katı Atık Yönetimi İçin Kullanılan Dönüşüm Prosesleri
Dönüşüm prosesi
Dönüşüm yolları ya da metotları
Dönüşüm veya temel dönüşüm ürünleri
Fiziksel
Bileşen ayırma
Hacim azaltılması
Manuel ve/veya mekanik ayırma
Karışık evsel atıkta bulunan bileşenler
Bir kuvvet ya da basınç formunda
Hacimce azalan orjinal atık
enerji uygulaması
Kesme, öğütme formunda enerji
Form bakımından değiştirilen ve boyutu
uygulanması
azaltılan orijinal atık bileşenleri
Yakma
Termal oksidasyon
CO2, SO2, diğer oksidasyon ürünleri
Piroliz
Destrüktif buharlaştırma
Boyut azalması
Kimyasal
Çeşitli gazlar, katran, kömür gibi bileşenleri
içeren bir gaz akımı
Yakıtta ve pirolitik üründe orijinal olarak
Gazifikasyon
Yanma
karbon ve inertleri içeren bir kömür, düşük
Btu’ lu gaz
Biyolojik
Aerobik kompostlaştırma
Anaerobik
Aerobik biyolojik dönüşüm
dönüşüm
(düşük- ya da yüksek-
Kompost (Bir toprak şartlandırıcısı olarak
kullanılan humus benzeri madde)
CH4, CO2, iz gazlar (az miktarda olan gazlar),
Anaerobik biyolojik dönüşüm
çürütülmüş çamur veya humus
katılı)
Anaerobik
kompostlaştırma
Anaerobik biyolojik dönüşüm
CH4, CO2 ve çürütülmüş atık
5.1. Fiziksel Dönüşümler
Katı atık yönetim sistemlerinin işletiminde temel fiziksel dönüşümler şunlardır;
1.Bileşen ayırma,
2. Mekaniksel hacim azaltılması,
3.Mekaniksel boyut azaltılması,
Fiziksel dönüşümler, kimyasal ve biyolojik dönüşümlerinin aksine atıkların esas yapısında
bir değişiklik söz konusu olmaz.
65
5.1.1. Bileşen Ayırma: Karışık evsel atıkların tanınabilir bileşenlerini el veya mekaniksel
yollarla ayırma prosesini tanımlama için kullanılan terimdir. Bileşen ayırması, heterojenli
atığı daha homojenli bileşenlere dönüştürmek için kullanılır. Bileşen ayırması, evsel
atıklardan
yeniden
kullanılabilir
ve
yeniden
dönüştürülebilir
materyallerin
geri
kazanılmasında, atıkların özelliklerini iyileştirmek için bazı maddelerin ayrılmasında, evsel
atıklardan tehlikeli atıkların uzaklaştırılmasında v.b. gerekli bir işlemdir.
5.1.2. Mekaniksel Hacim Azaltımı: Hacim azalması (bazen sıkıştırılma olarak da bilinir) bir
atık tarafından kaplanan başlangıç hacminin azaltıldığı prosesi tanımlamak için kullanılan
terimdir. Genellikle hacim azalması kuvvet veya basınç uygulaması ile gerçekleşir. Birçok
şehirde katı atıkların toplanılması için kullanılan vasıtalar her bir seferde toplanan atık
miktarını arttırmak için sıkıştırma mekanizmalarıyla donatılmıştır. Geri dönüşüm için evsel
katı atıklardan uzaklaştırılan kâğıt, karton, plastik, alüminyum ve teneke kutular depolama
veya diğer maliyetleri azaltmak için balyalanırlar. Son zamanlarda yüksek basınçlı sıkıştırma
sistemleri kâğıt ve kartondan yapılacak çeşitli alternatif kullanımlar için elverişli madde
üretmek için geliştirilmiştir. Atık materyallerinin bir depolama alanına transferi ile ilgili
kuruluşlar, sıkıştırma tesisatlarıyla donatılmış transfer istasyonlarını da kullanmaktadır.
Deponi alanlarının ömrünü artırmak için de buralara dökülen atıklar çoğunlukla sıkıştırılır.
5.1.3. Mekaniksel Boyut Azaltımı: Boyut azaltımı atık materyallerin boyutunu azaltmak için
kullanılan transformasyon proseslerine uygulanan terimdir. Boyut azaltılmasının amacı;
orjinal formuyla kıyaslandığında boyutta azalma ve üniform olan bir son ürün üretmektir.
Boyut azalması hacim azalması anlamında olmayabilir. Bazı durumlarda boyut azalmasından
sonra materyalin toplam hacmi orijinal hacminden daha büyük olabilir (ofis kâğıtlarının
doğranması gibi).
5.2. Kimyasal Dönüşümler
Katı atıkların kimyasal dönüşümleri bir faz değişikliğini kapsar (katıdan sıvıya veya katıdan
gaza). Hacmi azaltmak, dönüşüm ürünlerini geri kazanmak ve evsel atıkları dönüştürmek için
kullanılan temel kimyasal prosesler şunlardır;
1.Yakma(kimyasal oksidasyon),
2.Piroliz,
3.Gazifikasyon,
Bu proseslerin üçü de termal prosesler olarak sınıflandırılır.
5.2.1. Yakma (Kimyasal Oksidasyon): Yakma-yanma, oksijenin organik maddelerle
kimyasal reaksiyonu olarak tanımlanır. Bu esnada hızlı ısı oluşumu ve ışık emisyonu ile
66
okside olmuş bileşikler oluşur. Yeteri kadar hava mevcudiyetinde ve ideal şartlar altında evsel
katı atıkların organik fraksiyonunun yanması aşağıdaki denklemle gösterilebilir.
Organik madde + yeterli hava → N2 + CO2 + H2O + O2+ kül + ısı
Yeterli hava tam yanmayı ifade etmek için kullanılır. Evsel katı atıkların yanmasında ortaya
çıkan son ürünler sıcak yanma gazlarıdır. Bunlar; N2, CO2, H2O, O2 ve yanmayan
kalıntılardır. Uygulamada amonyak, SO2, NOx ve diğer iz gazlar da atığın tipine bağlı olarak
mevcut olabilir.
5.2.2. Piroliz: Birçok organik madde termal olarak stabil olmadığından dolayı bunlar
parçalanabilirler (oksijenin olmadığı bir ortamda termal parçalanma) ve atıklar gaz, sıvı ve
katı fraksiyonlara dönüşür. Piroliz, prosesi tamamlamak için kullanılan terimdir. Yanma
proseslerine zıt olarak (yanma prosesi yüksek derecede ekzotermik) pirolitik proses yüksek
derecede endotermiktir. Evsel katı atıkların organik kısmının pirolizinde ortaya çıkan üç
önemli bileşen fraksiyonlarının karakteristikleri şunlardır;
1.H2, CH4, CO, CO2 ve çeşitli diğer gazları içeren bir gaz akımı, bu gazların varlıkları ve
miktarları, pirolizlenen atık materyalinin organik karakteristiklerine bağlıdır.
2.Asetik asit, aseton ve metanol gibi kimyasalları içeren ve oda sıcaklığında sıvı olan bir
katran.
3.Prosese girebilen herhangi bir inert materyalle birlikte hemen hemen saf karbonu içeren
kömür.
Selüloz (C6H10O5) için aşağıdaki reaksiyon piroliz reaksiyonunun bir örneği olarak ifade
edilebilir
3(C6H10O5) → 8H2O + C6H8O + 2CO + 2CO2 + CH4 + H2 + 7C
Elde edilen sıvı katran C6H8O ile gösterilmiştir.
5.2.3. Gazifikasyon Prosesi: Gazifikasyon prosesi, CO, H2 ve bazı doymuş hidrokarbonlar,
esas olarak metanca zengin tutuşabilir bir yakıt gazını oluşturmak için karbonlu yakıtın kısmi
yanmasını ifade eder. Yanabilir yakıt gazı, bir içten yanmalı motorda veya kazanda
yakılabilir.. Oksidant olarak havayla bir gazlaştırıcı atmosferik basınçta işletilirse
gazifikasyon prosesinin son ürünleri şunlardır;
1.Düşük Btu lu gaz: Bu gaz esas olarak CO2, CO, H2, CH4 ve N2 içerir.
2.Yakıttaki inertleri ve karbonu içeren kömür.
3.Meydana gelen sıvılar.
5.2.4. Diğer Kimyasal Dönüşüm Prosesleri: Bunlarla ilgili çalışmalar halen geliştirilmekte
ve devam etmektedir. Selülozun glikoza dönüşümü ve daha sonra da glikozun etil alkole
fermantasyonu böyle bir prosese örnektir.
67
5.3. Biyolojik Dönüşümler
Günümüzde hızlı nüfus artışı, gelişen teknoloji, endüstriyel ürünler ve uygulamalar katı atık
miktarının artmasına sebep olmakta ve bu atıkların bertaraf edilmesi esnasında hem insan
sağlığı hem de çevre açısından riskler ortaya çıkmaktadır. Homojen bir yapıya sahip olmayan
kentsel katı atıklar, genelde üç gruba ayrılabilmektedirler. Bunlardan ilki, yemek atıkları,
meyve-sebze atıkları ve bahçe (çim, yaprak, vs.) atıkları olmak üzere ayrışabilen organik
bileşenler; ikincisi, kağıt, karton, tekstil, plastik ve diğer sentetikler gibi çok yavaş ayrışan
veya ayrışamayan organikler grubuna giren yakılabilen maddeler, üçüncüsü ise taş, kum, cam,
metaller gibi inert bileşenlerdir. Katı atıkların yönetimi atık azaltma, geri kazanma ve yeniden
kullanma,
yakma,
kompostlaştırma
ve
düzenli
depolama
gibi
sistemlerle
gerçekleştirilmektedir.
Kaynağında ayrı veya karışık toplanan katı atıklar, özelliklerine uygun olarak bertaraf
edilmelidirler. Bunlardan en önemlisi olan atıkların geri kazanımı, atık içerisinde geri
kazanılabilir madde (cam, plastik, kağıt, metal vb.) miktarı yeterli ise uygulanması gereken
metotların başında gelir. Geri kazanılabilir malzemeler diğer atıklar ile karışık toplanmaları
halinde ekonomik değerlerinde çok büyük kayıplar meydana gelmektedir. Bu yüzden geri
kazanım çalışması mutlaka kaynağında ayrı toplamayı içermelidir. Ayrı toplamanın diğer
avantajı ise geri kazanma tesislerinin projelendirilmesi ve işletilmesinde kolaylıklar
sağlamasıdır. Kaynağında ayırma uygulanmaması halinde, yerleşim merkezlerinden toplanan
atıkların tamamı geri kazanım tesisinde işlenme durumunda kalmaktadır. Diğer yandan elde
edilen malzemelerin değerinde de çok büyük kayıplar meydana gelmektedir.
Atıkların
bertarafı
için
son
yıllarda
yaygın
olarak
kullanılan
metotlardan
olan
kompostlaştırma, katı atık içerisindeki organik kısımların kontrol edilen şartlar altında
(mutfak atıkları, arıtma tesisi çamurları vb.) kompost yapılarak tekrar kullanılır hale
getirilmesi işlemidir. Kompost, katı atık içerisindeki organik kısımların biyokimyasal süreçten
geçirilerek humusa benzer bir malzemeye dönüştürülmesidir. Kompostlaştırma aerobik ve
anaerobik olmak üzere başlıca iki yolla yapılır. Anaerobik süreçte dönüşüm esnasında yan
ürün olarak biyogaz da elde edilmektedir. Atıkların organik kısmı kompost yapılsa bile
yaklaşık %30'luk bir kısmının nihai olarak başka bir yöntemle uzaklaştırılması gerekmektedir.
Kentsel katı atıklar çoğunlukla mutfak ve bahçe atıklarından oluşmakta ve kompostlaştırma
bu atıkların yönetiminde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Kentsel katı atıklardan kompost
yapılması, düzenli depolama alanlarına gönderilen atıkların organik içeriğini azaltmakta,
düşük maliyetli ve tarımda kullanıma elverişli bir ürün oluşturulmaktadır. Kompostlaştırma
işlemi, depo sahalarının kapasitesi, depolama ve taşıma maliyeti, çevre yasalarına uyum, ticari
68
gübrelerin kullanımının azaltılması, kentsel katı atıkların geri kazanımının arttırılması ve
kompost ürün kalitesinin arttırılması gibi ekonomik ve çevresel şartlardan dolayı
yaygınlaşmaktadır.
Kentsel katı atıkların kompost haline getirilmesi ile atıkların hacmi azalmakta, mevcut
patojenler ve kötü kokuya sebep olan bileşenler bertaraf edilmektedir. Böylece kentsel katı
atıkların organik kısmının bertarafı sağlanırken aynı zamanda önemli bir toprak şartlandırıcısı
yani kompost elde edilmektedir. Organik tarıma artan ilgi ve tarımda kullanılan toprağın
fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerine pozitif etkisi olması
kompostu popüler
kılmaktadır (Iglesias-Jimenez ve Alvarez, 1993).
Bu çalışmada, kentsel katı atıkların organik kısmının ayrışması, aerobik kompostlaştırma
işlemi ve kompost ürününün kullanım alanları ve faydaları ile ilgili bilgiler yer almaktadır.
69
6. ATIK YÖNETİMİNDE BİYOLOJİK PROSESLER
Bu bölümde, katı atıkların ayrışması için gerekli olan besi maddesi ihtiyacı, mikrobiyal
metabolizma, atıkların ayrışmasında rol alan mikroorganizma türleri ve mikrobiyal tür tayini,
ortam şartları, aerobik ve anaerobik dönüşümler ve proses seçimi hakkında bilgilere yer
verilmektedir.
6.1 Mikroorganizmalar İçin Nutrient İhtiyacı
Mikroorganizmalar, hücre sentezi ve enerji sentezinin istenen düzeyde gerçekleşebilmesi için
enerji kaynağına, yeni hücrelerin sentezlenmesi için karbon kaynağına ve azot, fosfor, sülfür,
potasyum, kalsiyum ve magnezyum gibi inorganik bileşenlere (besi maddeleri) ihtiyaç
duymaktadırlar. Karbon ve enerji kaynağı besi maddesi (substrat) olarak tanımlanmaktadır.
6.1.1 Karbon ve Enerji Kaynağı
Mikroorganizmalar için en önemli iki karbon kaynağı organik ve inorganik karbondur (karbon
dioksit). Heterotrof organizmalar hücre teşkili için karbon kaynağı olarak organik karbonu
kullanırken,
ototrof
organizmalar
ise
karbon
kaynağı
olarak
inorganik
karbonu
kullanmaktadırlar. Ototrof mikroorganizmaların inorganik karbonu yeni hücre teşkilinde
kullanması indirgeyici bir proses olup enerji gerektirir. Bu yüzden bu organizma türleri hücre
sentezi için heterotroflardan daha fazla enerji harcamaktadırlar. Bu durum daha düşük
bakteriyel büyüme hızı ve dönüşüm oranları (Y) ile sonuçlanmaktadır.
Hücre sentezi için gereken enerji kaynağı ışık veya kimyasal oksidasyon reaksiyonlarıdır.
Enerji
kaynağı
olarak
ışığı
kullanan
organizmalar
fototrof
organizmalar
olarak
adlandırılmaktadır. Organik karbonu karbon kaynağı olarak kullanabilen (heterotrof: bazı
sülfür bakterileri) veya inorganik karbonu karbon kaynağı olarak kullanabilen (ototrof: algler
ve fotosentetik bakteriler) fototrof organizmalar da bulunmaktadır. Enerjilerini kimyasal
oksidasyon reaksiyonlarından sağlayan organizmalar, kemotrof organizmalardır. Fototroflarda
olduğu gibi bu türler de heterotrof (protozoa, mantar ve çoğu bakteri türleri) veya ototrof
(nitrifikasyon bakterileri) olabilirler. Kemoototrof bakteriler enerjilerini indirgenmiş
inorganik bileşenlerin oksidasyonundan sağlarlarken, kemoheterotroflar enerjilerini organik
madde oksidasyonlarından sağlarlar. Enerji ve karbon kaynaklarına göre mikroorganizma
sınıfları Tablo 11`de verilmiştir.
70
Tablo 11 Enerji ve karbon kaynağına göre mikroorganizmaların sınıflandırılması
Tür
Ototrofik
Fotoototrof
Kemoototrof
Enerji kaynağı
Işık
İnorganik
reaksiyonları
Heterotrof
Kemoheterotrof
Fotoheterotrof
Karbon kaynağı
CO2
indirgenme-yükseltgenme CO2
Organik indirgenme-yükseltgenme reaksiyonları
Işık
Organik karbon
Organik karbon
6.1.2 Mikrobiyal Büyüme İçin Gerekli Besi Maddeleri
Karbon ve enerji kaynağından başka besi maddeleri de hücre sentezi ve mikrobiyal büyüme
için hız sınırlayıcı olabilirler. Mikroorganizmaların ihtiyaç duyduğu başlıca inorganik besi
maddeleri azot, fosfor, sülfür, potasyum, magnezyum, kalsiyum, demir, sodyum ve klorürdür.
Bunların dışında az miktarda ihtiyaç duyulan besi maddeleri arasında çinko, mangan,
molibden, selenyum, kobalt, bakır ve nikel vardır.
Biyolojik proseslerin esas amacı, atıkların içerdiği organik maddenin stabil nihai ürünlere
dönüştürülmesidir. Kemoheterotrofik organizmalar, hem karbon hem de enerji kaynağı olarak
organik karbonu kullanarak atıkların içerdiği organik maddelerin nihai ürünlere
dönüştürülmesini sağlayan türlerdir. Kentsel katı atıklar atıkların nihai ürünlere dönüşmesini
sağlamak için gerekli olan besi maddelerini (organik ve inorganik) yeterli miktarlarda
bünyesinde bulundurmaktadır. Bu sebeple ayrışma proseslerinde besi maddesi ilavesi
çoğunlukla gerekmemektedir.
6.2 Mikrobiyal Metabolizma
Kemoheterotrofik organizmalar metabolizmalarına ve oksijene ihtiyaç duyup duymadıklarına
göre gruplandırılmaktadır. Mikroorganizmalar, bir elektron vericisinden harici bir elektron
alıcısına
(O2)
enzim-arabuluculu
elektron
transferiyle
enerji
üreten
solunum
metabolizmalarına sahiptirler. Enzim-arabuluculu sistemlerde elektron transferi koenzimler
tarafından sağlanmakta ve bu enzimler NAD+ ve NADP+ olarak adlandırılmaktadır. NAD+,
enerji sentezi (katabolizma) ve NADP+ ise hücre sentezi (anabolizma) esnasında görev
yapmaktadır. Bu elektron taşıyıcılar hücre sitoplazması içerisinde rahatlıkla difuze olma
özelliğine sahiptirler. NAD+ ve NADP+ tarafından gerçekleştirilen elektron transferine ait
reaksiyonlar aşağıdaki gibidir.
NAD++2H++2e- ↔ NADH + H+
+
+
-
(∆G°=62 kJ)
+
NADP +2H +2e ↔ NADPH + H
(∆G°=62 kJ)
71
Yukarıdaki reaksiyonlar gereği elektron taşıyıcılar iki proton ve iki elektron alarak NADH ve
NADPH formuna indirgenmektedir. Serbest enerji değerinin pozitif olması reaksiyonun
gerçekleşebilmesi için organik molekülden enerji alınması gerektiğini ifade etmektedir.
Elektron alıcısının O2 olması halinde,
NADH + H+ ↔ NAD++2H++2e-
(∆G°= -62 kJ)
+
½ O2 + 2H +2e- ↔ H2O
(∆G°= -157 kJ)
Net reaksiyon: NADH + ½ O2 + 2H+ ↔ NAD++ H2O
(∆G°= -219 kJ)
Bu esnada kullanılan enerji taşıyıcıları ATP`dir. Enerji bir elektron taşıyıcısı tarafından
bırakıldığında enerji transferi esnasında ADP ye dönüşen taşıyıya fosfat grubu bağlanarak
ATP yeniden oluşmaktadır.
ADP + H3PO4 ↔ ATP + H2O
(∆G°=32 kJ)
Verilen reaksiyonlarda olduğu gibi solunum mekanizmasında elektron alıcısı olarak
moleküler
oksijenin
kullanılması
durumunda
proses
aerobik
solunum
olarak
adlandırılmaktadır. Enerji reaksiyonları için sadece moleküler oksijen kullanan organizmalar
zorunlu aerobturlar. Moleküler oksijen yokluğunda elektron alıcısı olarak nitrat ve sülfat gibi
inorganik bileşenler görev yapmaktadır (anoksik). Ortamda moleküler oksijenin bulunmaması
durumunda yaşamını sürdüren ve fermentasyon reaksiyonları ile enerji temin eden
organizmalar zorunlu anaerobiktir. Tablo 12`de farklı mikrobiyal reaksiyonlar için elektron
alıcıları yer almaktadır.
Tablo 12 Farklı proseslerdeki elektron alıcıları
Ortam
Elektron alıcısı
Proses
Aerobik
O2
Aerobik metabolizma
Anaerobik
NO3Denitrifikasyon
2SO4
Sülfat indirgenmesi
CO2
Metan oluşumu
6.3 Kompostlaştırma Mekanizması ve Mikroorganizma Türleri
Mikroorganizmalar çoğunlukla hücre yapısı ve fonksiyonlarına göre sınıflandırılmaktadır.
Prokaryotik grup veya bakteriler katı atıkların organik kısmının biyolojik olarak ayrışmasında
önemlidir. Ökaryot grubundaki organizmalar ise bitkiler, hayvanlar ve protistleri
içermektedir. Organik atıkların biyolojik olarak ayrışmasında görev yapan ökaryot
organizmalar mantarlar ve aktinomisetlerdir. Kompostlaştırma işlemi, nemli ortamda ve
organik atıkları havalandırmak suretiyle kendiliğinden çoğalan mikroorganizmalar vasıtasıyla
gerçekleştirilir. Başlangıçta çoğunlukla bakteri olan bu organizmaların çoğalması sırasında,
ısı, CO2 ve su buharı açığa çıkar. İlk aşamada mezofilik bakterilerle birlikte aktinomisetler,
72
mantarlar ve mayalar, yağları, proteinleri ve karbonhidratları ayrıştırırlar. Sıcaklık 30 oC ye
erişinceye kadar küf mantarları, bakteriler, protozoonlar ve nematodlar kompostlaştırma
işleminde etkin rol oynarlar. Sıcaklık 30-40 oC ye çıktığında aktinomisetler baskın hale
gelmeye baslar ve topraksı bir koku oluştururlar. Aktinomisetler humuslastırıcı organizmalar
olarak bilinmektedirler. Bunun yanında, bu türler antibiyotik etki üreterek patojenlerin
ölmesini de sağlamaktadır. Sıcaklık 40-50 oC`ye çıktığında başlangıçtaki türler olur ve 70
o
C`ye kadar faaliyet gösterebilen termofilik bakteriler gelişmeye baslar. Bu aşamada gelişen
bakteri ve aktinomisetler zor ayrışabilen organiklerin ayrışmasında görev yapmaktadırlar.
Sıcaklık artışıyla birlikte patojen mikroorganizmalar da ölür. Ortamdaki besi maddesi
tükendiğinde ısı düşmeye başlar ve kompostun soğuması gerçekleşir. Soğuyan komposta son
özelliğini veren genellikle mantar ve aktinomisetlerden oluşan türlerdir.
6.3.1 Bakteriler
Bakteriler tek hücreli organizmalardır. Boyutları 0.5-20 µm arasında değişmektedir. Bakteri
türleri, %80 civarında su, %20 kuru madde (%90ì organik, %10ù inorganik) den
oluşmaktadır. Bakteri hücresinin organik kısmının moleküler formülü C5H7NO2 olarak kabul
edilebilir. Bu formül göz önüne alındığında organik bileşeninin %53`ü organik karbon olarak
hesaplanabilir. İnorganik kısmının bileşeni ise %50 P2O5, %9 CaO, %11 Na2O, %8 MgO, %6
K2O, %1 Fe2O3`tür. Bu maddelerden herhangi birinin bakterilerin yasam ortamlarında
bulunmaması bakteri yaşamını sınırlayabilir.
6.3.2 Mantarlar
Mantarlar çok hücreli, fotosentetik olmayan ve heterotrofik protistler olarak ele alınmaktadır.
Mantarlarin çoğu su muhtevası düşük olan ortamlarda gelişebilirler. Bunun yanında düşük pH
değerlerini de tolere edebilirler. Birçok mantar türü için optimum pH değeri 5.6 olup bu türler
pH 2-9 aralığında faaliyet göstermektedirler. Bu organizmaların metabolizmaları genellikle
aerobiktir ve boyutları 4-20 µm arasında değişmektedir.
6.3.3 Aktinomisetler
Bakteri ve mantarlar arasında yer alan organizmalardır. Mantarlarla benzerlik gösteren bu
organizmalar 0.5-1.4 µm arasında hücre boyutuna sahiptirler.
6.3.4 Mikrobiyal Türlerin Belirlenmesi
Son yıllarda mikrobiyal türlerin belirlenmesinde kültürün hangi bakterilerden oluştuğunu
belirlemek amacıyla 16SrRNA genlerinin’nin incelenmesine dayanan moleküler metotlar ve
denaturing gradient gel electophoesis (DGGE) kullanılmaktadır. Bu metot farklı işletme
koşullarında mikroorganizma popülasyonunda meydana gelen değişimleri izlemek amacıyla
kullanılan bir tekniktir. Mikrobiyal tür tayininde, kültürden izole edilen 16SrRNA örneği
birleştirilmiş zincir reaksiyonu (PCR) yöntemi ile çoğaltılmakta ve RNA profili belirlenerek
73
karışık kültürün hangi bakterilerden oluştuğu belirlenmektedir. Bu yöntemle kompostlaştırma
prosesinde görev yapan organizmalar belirlenebilir.
6.3.4.1 Kentsel Katı Atık Yönetiminde PCR-DGGE-Dizi Analizi Temelli Moleküler
Tekniklerle Mikrobiyal Tür Tayini
Moleküler Teknikler
Son yıllarda mikrobiyal türlerin belirlenmesinde kültürün hangi bakterilerden oluştuğunu
belirlemek amacıyla 16SrRNA genlerinin’nin incelenmesine dayanan moleküler metotlar ve
denature gradyan jel elelektroforezi (DGGE) kullanılmaktadır. Bu metot farklı işletme
koşullarında mikroorganizma popülasyonunda meydana gelen değişimleri izlemek amacıyla
kullanılan bir tekniktir. Mikrobiyal tür tayininde, kültürden izole edilen 16SrRNA örneği
birleştirilmiş zincir reaksiyonu (PCR) yöntemi ile çoğaltılmakta ve RNA profili belirlenerek
karışık kültürün hangi bakterilerden oluştuğu belirlenmektedir. Şekil 2`de mikrobiyal türlerin
belirlenmesi için gerçeklestirilen adımların şematik gösterimi verilmiştir.
74
Şekil 2. Mikrobiyal türlerin belirlenmesi için gerçeklestirilen adımların şematik gösterimi
Dizi analizi öncesi tür farklılıkları, denatüre gradyan jel elektroforezi (DGGE) tekniği ile
Guanin (G) ve Sitozin (C) içeriğine göre tespit edilmektedir. DGGE, PCR ile çoğaltılmış
DNA örneklerindeki tek baz değişimlerinin belirlenmesinde etkili bir genetik analiz
yöntemidir. DGGE analizinde denatüre madde (formamit ve üre karışımı), poliakrilamit
jellerdeki yarı erimiş, çift-sarmallı DNA moleküllerinin elektroforetik hareketine bağlıdır.
Mevcut çalışmalarda bu deneyden faydalanılarak türlerin zamana bağlı değişimleri
gözlemlenmektedir.
Türlerin birbirinden ayırt edilmesi için klasik PCR ile 16S rRNA genlerinin çoğaltılmasından
sonra, DGGE analiziyle türler birbirinden ayırt edilmektedir. Dizi analizi için seçilecek
klonların miktarı PCR ve DGGE analizleri sonunda tespit edilmektedir. PCR ya da DGGE
75
jellerinde görüntülenen bandlar, uygun saflaştırma kitleri kullanılarak saflaştırılmakta, bu
ürünler daha sonra “dye terminator cycle sequencing” reaksiyonuna sokularak floresan işaretli
fragmanların amplifikasyonları gerçekleştirilmektedir. Elde edilen ürün saflaştırılmakta ve
formamid çözeltisi içinde süspanse edilmektedir. Kapiler elektroforez tekniği ile çalışan
cihazdan el edilen dizi analizi verileri, A-G-C-T dizin dosyaları biçiminde kopyalanarak,
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ internet sitesinde BLAST programında değerlendirmeye
alınmakta ve bu veri tabanında tanımlanmış mevcut türlerle olan muhtemel farklılıklar
raporlanmaktadır.
Katı Atık Yönetiminde Moleküler Tekniklerin Kullanılması
Katı atık yönetiminde, kirletici yayılımının izlenmesi çalışmalarında, biyolojik bertatraf
metodlarında etkin mikrobiyal türlerin belirlenmesinde, zeminlerin biyolojik ıslah
çalışmalarında, gözenekli ortamda kirletici hareketi konularında moleküler tekniklerle tür
tayini son yıllarda kullanılan tekniklerdendir. Şekil 2’de katı atık yönetiminde iyileştirme ve
ıslah çalışmaları için sistem geliştirme akım şeması görülmektedir. Entegre katı atık
yönetiminin en önemli hususlarından biri atıkların çevreye en az zarar verecek şekilde
bertarafının sağlanmasıdır. Katı atık bertaraf sistemlerinden kirletici yayılması, yayılmaya
karşı alınacak önlem çalışmalarında biyo-izleme çalışmaları su, hava, toprak kirliliği kontrolü
açısından oldukça önemlidir. Bunun yanında depolama alanlarının kapatıldıktan sonra
rehabilitasyon ve izleme çalışmalarında da biyolojik izleme çalışmaları ile etkin kirlilik
kontrolü
sağlanabilmektedir.
İzleme
çalışmalarının
yeni
moleküler
tekniklerle
gerçekleştirilmesi kirletici yayılımını kontrol altına alma açısından önemlidir. Yeni moleküler
tekniklerle tanımlanan türlerin izleme çalışmalarında indikatör olarak kullanılması da depo
sahalarından kirletici yayılımının kontrolü ve ıslah çalışmaları için katkı sağlayacaktır.
İlave olarak, Avrupa Birliği’nin direktifleri arasında yer alan Su Çerçeve Direktifi (SÇD),
2015 yılında istenen su kalitesine ulaşmayı hedeflemektedir. Bu hedef, sucul ortamların
iyileştirilmesi ve korunmasının sürdürülebilirliğinin sağlanması için öncelikli madde deşarj
standartlarının iyileştirilmesi, azaltılması ve öncelikli tehlikeli maddelerin kullanımının
azaltılması
ve/veya
üretiminin
bitirilmesi
ile
gerçekleştirilecektir.
SÇD,
durum
değerlendirmesi çalışmalarında olduğu gibi katı atık yönetiminde de biyolojik kalite
elementlerinin referans koşullarını karşılayıp karşılamadığı da moleküler tekniklerle biyolojik
indikatör tespiti çalışmaları ile gerçekleştirilebilir.
76
Şekil 3. İyileştirme ve ıslah için sistem geliştirme (Ishii et al. 2005’ten uyarlanmıştır.)
Katı atık yönetiminde kompostlaştırma ve düzenli depolama konularında PCR-DGGE-Dizi
analizi temelli moleküler tekniklerle mikrobiyal tür tayini ile ilgili yapılan çalışmalar aşağıda
özetlenmiştir.
Kompostlastırma ile ilgili çalışmalar
Mikroorganizmalar çoğunlukla hücre yapısı ve fonksiyonlarına göre sınıflandırılmaktadır.
Prokaryotik grup veya bakteriler katı atıkların organik kısmının biyolojik olarak ayrışmasında
önemlidir. Organik atıkların biyolojik olarak ayrışmasında görev yapan ökaryot organizmalar
mantarlar ve aktinomisetlerdir. Kompostlaştırma işlemi, nemli ortamda ve organik atıkları
havalandırmak suretiyle kendiliğinden çoğalan mikroorganizmalar vasıtasıyla gerçekleştirilir.
Başlangıçta çoğunlukla bakteri olan bu organizmaların çoğalması sırasında, ısı, CO2 ve su
buharı açığa çıkar. İlk aşamada mezofilik bakterilerle birlikte aktinomisetler, mantarlar ve
mayalar, yağları, proteinleri ve karbonhidratları ayrıştırırlar. Sıcaklık 30 oC ye erişinceye
kadar küf mantarları, bakteriler, protozoonlar ve nematodlar kompostlaştırma işleminde etkin
rol oynarlar. Sıcaklık 30-40 oC ye çıktığında aktinomisetler baskın hale gelmeye başlar ve
topraksı bir koku oluştururlar. Aktinomisetler humuslaştırıcı organizmalar olarak da
bilinmektedirler. Bunun yanında, bu türler antibiyotik etki üreterek patojenlerin ölmesini de
sağlamaktadır. Sıcaklık 40-50 oC`ye çıktığında başlangıçtaki türler ölür ve 70 oC`ye kadar
faaliyet gösterebilen termofilik bakteriler gelişmeye başlar. Bu aşamada gelişen bakteri ve
aktinomisetler zor ayrışabilen organiklerin ayrışmasında görev yapmaktadırlar. Sıcaklık
artışıyla birlikte patojen mikroorganizmalar da ölür. Ortamdaki besi maddesi tükendiğinde ısı
düşmeye başlar ve kompostun soğuması gerçekleşir. Soğuyan komposta son özelliğini veren
77
genellikle mantar ve aktinomisetlerden oluşan türlerdir. Görüldüğü gibi sırası ile gerçekleşen
kompost prosesinde tüm kademeler farklı mikrobiyal türler tarafından gerçekleştirilmektedir.
Bu bakımdan kompostlastırma prosesinin performansı ve gelişimi mikrobiyal türlerle
yakından ilişkilidir.
Kompostlaştırma esnasında organik maddeyi substrat olarak kullanan mikroorganizmalar
kompostlaştırma prosesinin performansını ve gelişimini yansıtmaktadırlar. Organizmaların
kompostlaştırma esnasında substratı metabolik yollarla nihai ürünlere dönüştürmesi ile
fiziksel ve kimyasal parametrelerde önemli değişiklikler meydana gelmekte ve buna bağlı
olarak kompostlaştırma prosesinde rol alan mikrobiyal türlerde değişim meydana gelmektedir.
Ayrıca,
kompostlaştırma
prosesi
uygun
yönetilmediği
takdirde
patojen
oluşumu
gercekleşebilir. Bu yüzden organik atıkların farklı mikrobiyal gruplarla nihai ürünlere
dönüştürülmesi özel öneme sahiptir. Ancak, hammaddenin farklı olması ve kompostlaştırma
için gerekli şartların çeşitliliği sebebiyle (atık türü, tesis dizaynı, havalandırma oranı, pH, C/N
oranı, sıcaklık ve su muhtevası) birçok çalışmanın sonuçları birbirleri ile genelde tam olarak
uyumlu olmadığı gibi kompost stabilitesi ile mikrobiyal türler arasındaki ilişki tam olarak
belirlenebilmiş de değildir (Ishii and Takii, 2003).
Kompostlastırma kendi karakteristik termal profili tarafından belirlenen dört aşamalı bir
proses olarak düşünülebilir (Fogarty and Tuovinen, 1991). Kompostlaştırma esnasında farklı
mikrobiyal türler hızlı ve sırası ile gerçekleşen fiziko-kimyasal değişimlerin meydana geldiği
bir ortam oluşturmaktadır. Bu değişimin tam olarak ortaya konması için mikrobiyal
karakterizasyon çalışmaları ile daha da anlaşılır hale gelmektedir. Bu yüzden mikrobiyal
türlerin belirlenmesinin, kompost prosesi, işleyişi ve ürün kalitesini tayin etme potansiyeli
mevcuttur (Peters et al., 2000).
Kompost prosesinde mikrobiyal türlerin belirlenmesi geçmiş yıllarda bakteri ve mantarların
izolasyonu, tanımlanması veya sayım işlemleri ile gerçekleştirilmekteydi (Beffa et al., 1996;
Choi and Park, 1998). Son yıllarda polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) ve 16S rDNA temelli
molekuler tekniklerle kompostlastırma prosesinde mikrobiyal türlerin tayini ile ilgili
calışmalar gerçekleştirilmektedir (Ishii et al., 2000; Riddech et al., 2002).
DNA temelli molekuler tekniklerde son yıllarda kaydedilen ilerlemeler klasik teknikler
üzerinde bazı avantajlar sunmaktadır. Öncelikle, 16S rDNA ve PCR temelli teknikler
kompostlaştırma prosesinde klasik tekniklerle tespit edilemeyen türlerin çeşitliliğini
belirlemede ön plana çıkmaktadır (Peters et al., 2000; Dees and Ghiorse, 2001). Son yıllarda,
profilleme teknikleri ile kombine edilen 16S rDNA temelli yaklaşımlara olan ilgi giderek
artmaktadır. Kompostlaştırma prosesindeki tür tayininde, Denature Gradyan Jel Elektroforez
78
tekniği (DGGE), tür profilleme tekniği olarak son yıllarda en çok kullanılan metodlardandır
(Ishii et al., 2000; Ishii and Takii, 2003, Gurtner, vd., 2000, Hassen, et al., 2001). Mikrobiyal
türlerin belirlenmesi konusunda güçlü bir teknik olan yöntemin kompostlastırmada rol alan
mikrobiyal türlerin belirlenmesi ile özellikle karışık toplanan kentsel katı atıkların
kompostlaştırılmasında proses işletilmesi ve optimizasyonu konularında daha detaylı bilgiler
elde edilecektir. İlave olarak kompost ürününde hastalık yapıcı mikrobiyal türlerin
belirlenmesi ile de sağlık açısından güvenli kompost oluşturulacaktır. Kentsel katı atık
kompostunun fiziksel ve kimyasal yapısı zamanla değişme eğilimindedir ve kompost
kalitesinin dikkatli bir şekilde kontrolü gerekmektedir (Hicklenton vd., 2001). Kentsel katı
atık kompostunu kullanan araştırmacılar ve bireyler devamlı olarak kaliteli ürün aldıklarından
emin olmalıdırlar. Bu önerilerin gerçekleştirilmesi kentsel katı atık kompostunun tarımda
kullanımına muhalefeti azaltacak, çiftçileri, belediyeleri, bahçe düzenleyicilerini ve
bahçıvanları bu ürünü kullanma konusunda cesaretlendirecektir.
Katı Atık Depo Sahaları İle İlgili Çalışmalar
Katı atık depolama alanları konusunda mikrobiyal tür tayini ile ilgili yapılan çalışmalar, atık
stabilizasyon kademelerinin belirlenmesi, sızıntı suyunda ve sızıntı suyu arıtma tesislerinde
mikrobiyal türlerin belirlenmesi, depo gazı ve kondensatında gerçekleştirilen tür analizleri,
izleme ve kontrol çalışmaları, kirlenmiş zeminlerin biyolojik ıslahı ve rehabilitasyon
çalışmalarında gerçekleştirilen çalışmalar olarak özetlenebilir.
3.2.1 Atık stabilizasyon kademelerinin belirlenmesi ile ilgili çalışmalar
Katı atık depo sahası, temel giriş maddelerinin katı atık ve yağmur suyu, başlıca çıkış
elementlerinin ise depo gazı ve sızıntı suyu olduğu bir biyokimyasal reaktör olarak
düşünülebilir. Katı, sıvı ve gaz fazının bir arada bulunduğu bir çeşit reaktör olan depo
sahalarında sıvı faz, çözünmüş veya askıda organik maddeleri ve katı fazdan gelen inorganik
iyonları içerir. Gaz fazı ise genellikle karbon içeriklidir. Depo sahalarında katı atıkların
ayrışması anaerob şartlar altında gerçekleşir.
Depo sahalarında atıkların stabilizasyon işlemleri, fiziksel (absorbsiyon, filtrasyon, seyrelme
ve dispersiyon), kimyasal (hidroliz, adsorbsiyon/desorbsiyon, asit baz etkileşimi, çökme, iyon
değiştirme, kompleks oluşumu) ve biyolojik (aerobik ve anaerobik ayrışma) işlemlerle
yürütülmektedir. Depo sahalarında, atıklar alan kapasitesine (atıkların ulaşabileceği minimum
su muhtevası) ulaşırken, basınç gradyanının bir sonucu olarak atık partiküllerinin çözünmesi
ve konsantrasyon gradyanının sonucu olarak da seyrelme meydana gelmektedir. Atıkların su
muhtevası artırıldığında fiziksel proseslere bağlı olarak çözünme hızlanmaktadır. Depo
79
sahalarında atıkların stabilizasyonunda fiziksel ve kimyasal prosesler etkili olmasına rağmen
atıkların biyolojik ayrışması en önemli prosestir.
Katı atık depo sahalarındaki stabilizasyon safhaları, üretilen biyogazın bileşeni, miktarı,
sızıntı suyunun kirletici bileşenleri göz önünde bulundurularak belirlenmektedir. Yapılan
birçok çalışmada stabilizasyon süreçleri bu hususlar ele alınarak değerlendirilmekte,
depolanan katı atıkların kararlı hale gelmesine kadar geçen uzun süre içinde aktif rol alan
mikrobiyal türlerin belirlenmesi ile ilgili sınırlı sayıda calışma yer almaktadır. Depo
sahalarının rehabilitasyonu esnasında detaylı mikrobiyal analizlerle metanojenik Archeanin
miktar ve türü belirlenerek kurulacak enerji tesisinin işlerliği ve verimi ile ilgili bilgiler elde
etmek yapılan çalışmalara katkı sağlamaktadır. Son yıllarda, depo sahalarında atık gövdesinde
stabilizasyon sürecinde etkin rol alan mikrobiyal türlerin belirlenmesi ile ilgili calışmalar 16S
rDNA geni ile moleküler teknikler kullanılarak gercekleştirilmektedir (Chen vd., 2003; Calli
ve Girgin, 2005). Katı atık depo sahalarının stabilizasyon sürecinde aktif rol alan mikrobiyal
türlerin tespiti, gerek düzensiz depolama alanlarının rehabilitasyonu ile ilgili çalışmalar ve
gerekse stabilizasyon sürecini kısaltmaya yönelik çalışmalara katkı sağlar.
Literatürde depo sahasının çeşitli yerlerinden ve çeşitli derinliklerinden sondaj ile çıkarılan
katı atık numuneleri (Chen vd., 2003), drenaj borularından alınan sızıntı suyu numuneleri
(Huang vd., 2002) veya depo sahasında oluşan biyogazın toplandığı bacalardan alınan gaz
numunelerinde (Kim, 2003) tür tayini ile ilgili çalışmalar gerçekleştirilmiştir.
Yeraltı suyu kirlilik izleme ve kontrol çalışmaları
Depo sahalarından kaynaklanan yeraltı suyu kirliliği izleme çalışmalarında moleküler
tekniklerle tür tanımlaması ile sahaların kirletici yayımında etkin mekanizmanın (doğal
azalma ve biyolojik bozunma) belirlenmesi konusunda çalışmalar gerçekleştirilmiştir (Brad,
et al., 2008). Yapılan çalışmalar, DGGE profillerinin depo sahalarının izleme kuyularında
temiz bir akiferden gelen yeraltı suyunda bulunan referans türlerle karşılaştırıldığında
profillerin oldukca farklı olduğunu göstermiştir. Tespit edilen türlerin kirletici yayılımının
kontrolü için indikatör organizmalar olarak kullanılabileceği de vurgulanmıştır. İlave olarak
yeraltı suyunda yer alan mikrobiyal türlerin analizi biyolojik ıslah ve izleme çalışmalarına da
yön vermektedir. Biyolojik zemin ıslahı, sadece kirletilmiş bir gözenekli ortamın
temizlenmesini içermemekte aynı zamanda kirleticinin bir kaynaktan yayılmasının da
engellenmesini içermektedir. Örneğin kirletici kaynağına maruz kalan bir akiferde kirleticinin
biyolojik olarak ayrışmasına direkt veya dolaylı yoldan yapılacak katkıyla ilgili olarak
ökaryotların aktivitesi ile ilgili bilgiler gözenekli ortamda doğal olarak kirletici azalmasının
tahmini, izlenmesi ve değerlendirilmesi açısından oldukça önemlidir (Brad, et al., 2008).
80
Depo sahasından yayılan kirleticinin biyolojik yolla ayrışmasına direkt ve dolaylı katkıları ile
ilgili kirlenmiş akiferlerde mikrobiyal türlerin varlığı hakkında elde edilen bilgiler doğal
olarak akiferde taşınma esnasında meydana gelen azalmanın (natural attenuation)
değerlendirilmesi, modellenmesi, izlenmesi ve tahmini için oldukça önemlidir. Şekil 4’de bir
depo sahası matrisinde izleme ve kontrol kuyuları yer almaktadır.
Şekil 4 Bir depo sahası matrisinde izleme ve kontrol kuyuları (Temiz sedimentte iletkenlik
<750 µs/cm, kirletici kaynağına maruz kalmış sedimentte >750 µs/cm) (Brad, vd., 2008’den
uyarlanmıştır.)
Sızıntı suyu ile kirlenen yeraltı suyunun tesbitinde demir döngüsü oldukça önemlidir.
Özellikle kirlilik izleme çalışmalarında demir bakterilerinin varlığından önemli bulgular elde
edilebilir. Demir yer kabuğunda en fazla bulunan elementlerden olup indirgenmesi mikrobiyal
redoks prosesi ile gerçekleşir. Organik madde ayrışması oksijen ve nitratın hızlı bir şekilde
tüketimine yol açtığı için demir indirgenmesi organik kirliliğin gerçekleşmesi durumunda
baskın hale gelir (Lin, B., 2006). Demir indirgenmesi sızıntı suyu kaynaklı akifer kirliliğinde
önemli bir redoks prosesidir. Organik içeriği oldukça yüksek olan sızıntı sularının yeraltı
suyuna geçişi durumunda ortamda bulunan elektron alıcıların (oksijen ve nitratın) hızlı bir
şekilde tüketilmesi ile Fe(III) elektron alıcısı olarak mikroorganizmalar tarafından kullanılırak
demir bakterileri baskın hale gelir. Yapılan çalışmalarda demir indirgenmesinin çoğu sızıntı
suyu kaynaklı akifer kirliliğinde önemli bir redoks prosesinin olduğu da vurgulanmıştır.
Sonuç olarak, izleme calışmalarında mikrobiyal türlerin tesbitinin depo sahalarının izleme ve
kontrolu açısından, biyolojik ıslah çalışmaları açısından oldukça önemli olduğu da ortaya
çıkmaktadır. Katı atıkların gelişigüzel depolandığı düzensiz depoalama alanlarında,
gecirimsiz taban ve son örtü sistemi yoktur. Bunun sonucu olarak sızıntı suları yağış suları ile
atıkların gövdesinden sızarak yeraltı suyunun kirlenmesine sebep olmaktadır (Lin, B, vd.,
2005). Mikrobiyal tür tayiniyle, izleme ve kontrol çalışmaları sahaların rehabilitasyonu
açısından oldukça önemlidir. (Kerndorff, H, 2005; Demnerova, 2005; Kasai, Y., 2006).
Diğer çalışmalar
Son yıllarda, depo sahalarının örtü toprağında metan okside eden organizmaların
(Metanotroflar) izolasyonu ile ilgili çalışmalar da gerçekleştirilmiştir. Metanotroflar enerji ve
81
karbon kaynağı olarak metanı kullanabilen bir gruptur. Metanın metanole oksidasyonu
metanomonooxigenaz enzimiyle kataliz edilmektedir. Metanotroflar çözünmüş ve partiküler
formda olabilen metanomonooxigenaz enzimlerine sahiptirler. Bu enzimlerin her ikisi de en
önemli kaynağının atık depolama alanlarının olduğu Tri Kloro Etileni (TCE) kometabolik
olarak kataliz edebildiği için biyolojik ıslah çalışmalarında metanotrofların kullanılması
oldukça önemlidir. Depo sahalarının üst örtü toprağı biyolojik ıslah çalışmalarında
kullanılabilen metanotrof kaynağıdır (Chen, Y., 2007).
Organik atıkların kompostlaştırma işleminde baskın türlerin belirlenmesi, katı atık depo
sahalarında atık stabilizasyon kademelerinin belirlemesi maksadıyla mikrobiyal tür tayini
çalışmaları moleküler tekniklerle gerçekleştirilmektedir. Son yıllarda katı atık depo
sahalarından yayılan kirleticinin izlenmesi ve kontrol çalışmalarında da tür tayini ile ilgili
çalışmalar yer almaktadır. Son yıllarda sözkonusu moleküler çalışmalar, atık bertarafının
vazgeçilmezi olan düzenli depolama alanlarında da yaygınlaşmaktadır. Ülkemizde, Avrupa
Birliği’ne uyum sürecinde taslak halinde yayımlanan Atıkların Düzenli Depolanmasına İlişkin
Yönetmeliğin amacı; atıkların düzenli depolama yöntemi ile bertarafı sürecinde; oluşabilecek
sızıntı sularının ve depo gazlarının toprak, hava, yer altı ve yüzey suları üzerindeki olumsuz
etkilerinin asgari düzeye indirilerek çevre kirliliğinin önlenmesi, düzenli depolama tesislerinin
işletilmesi, kapatılması ile kapatma sonrası kontrol ve bakım süreçleri, işletme, kapatma ve
kapatma sonrası bakım süreçlerinde düzenli depolama tesislerinden kaynaklanabilecek, çevre
ve insan sağlığı açısından risk teşkil edebilecek olumsuzlukların (sera etkisi de dâhil olmak
üzere) önlenmesi, mevcut depolama tesislerinin rehabilitasyonu, kapatılması ve kapatma
sonrası bakım süreçleri ile ilgili teknik ve idari hususlar ile uyulması gereken genel kuralları
belirlemektir. Aynı yönetmelikte, işletme aşamasında veya kapatma sonrası aşamasında alınan
numunelerde analiz edilmesi gereken parametreler; beklenen sızıntı suyu kompozisyonu ve
bölgedeki yeraltı suyunun kalitesine göre seçilmelidir denmektedir. İzleme parametreleri
(özellikle pH, TOK, fenoller, ağır metaller, florür, arsenik, yağ / hidrokarbonlar vb.) su
kalitesindeki
değişiklerin
erkenden
tespit
edilebilmesi
amacıyla
gerekli
gösterge
parametrelerini içermelidir. İlgili yönetmelikte yeraltı suyunun kalitesi ve seviyesi her altı
ayda bir ölçülmelidir hükmü yer almaktadır. Katı atık depolama alanlarındaki izleme
kuyularında gerçekleştirilecek mikrobiyal tür tayinleri ile indikatör organizmaların izlenmesi,
izleme ve kontrol çalışmalarına katkı sağlayacaktır.
6.4 Kompostlaştırma Prosesinde Ortam Şartları
Mikroorganizmaların gelişimi için gerekli olan en önemli parametreler sıcaklık ve pH`dır.
Farklı mikrobiyal türler için optimum sıcaklık değerleri Sekil 5`de verilmiştir. Bakteri
82
gelişimi için optimum sıcaklığa ulasana kadar her 10 °C`de reaksiyon hızı iki kat artmaktadır.
Sıcaklık değişimlerine göre bakteriler, sakrofilik, mezofilik ve termofilik olmak üzere üç
kısma ayrılır. Hidrojen iyonu konsantrasyonu da bakteriyel gelişim üzerinde etkilidir.
Mikrobiyal faaliyet için optimum pH değeri 6-9`dur. pH değeri 9ùn üzerine çıktığında veya
4.5ìn altına düştüğünde zayıf asit veya baz molekülleri hücreye H+ ve OH- iyonlarından daha
rahat girebilir ve hücre içerisindeki pH`yı değiştirerek hücreye zarar verir. Atıkların su
muhtevası bakteriyel büyümeyi etkileyen bir diğer çevresel faktördür. Özellikle
kompostlaştırma gibi proseslerde atıkların su muhtevası önemlidir. Çoğu kompostlaştırma
prosesinde bakteriyel büyümeyi temin etmek için su ilavesi şarttır.
Şekil 5 Bakteri gruplarının sıcaklığa bağlı büyüme hızları
6.5 Aerobik Biyolojik Ayrışma
Katı atıkların aerobik ayrışması aşağıda verilen eşitlik yardımıyla açıklanabilir.
Organik
Madde+O2+Besi
maddesi
→
yeni
hücreler
+
Kalan
organik
madde+CO2+H2O+NH3+SO42-+ısı
Katı atıkların organik kısmının moleküler formülü CaHbOcNd, kalan organik madde
CwHxOyNz olmak üzere sülfat ve hücre teşkili ihmal edildiği takdirde katı atıkların aerobik
stabilizasyonu için gerekli oksijen miktarı aşağıdaki gibi hesaplanabilir.
CaHbOcNd+0.5(ny+2s+r-c)O2 → n CwHxOyNz+sCO2+rH2O+(d-nx)NH3
Burada, r=0.5[b-nx-3(d-nx)], s=a-nw, CaHbOcNd ve CwHxOyNz prosesin başlangıcı ve
sonundaki organik maddenin moleküler formülüdür. Organik madde oksidasyonu esnasında
oluşan NH3 nitrata dönüşür. NH3’ün nitrata oksidasyonu için gerekli oksijen miktarı aşağıda
verilen eşitlik yardımıyla hesaplanabilir.
NH3+2O2 → H2O+HNO3
6.6 Anaerobik Biyolojik Ayrışma
Anaerobik şartlar altında kentsel katı atıkların organik kısmının biyolojik olarak ayrışması
işlemi, üç aşamada meydana gelmektedir. İlk aşamada, yüksek molekül ağırlıklı organik
83
maddeler hücre dışı enzimlerle düşük molekül ağırlıklı organiklere dönüştürülür. Bu ilk safha
hidroliz kademesidir. İkinci aşamada hidroliz ürünleri daha düşük molekül ağırlıklı
fermantasyon ürünlerine dönüşür. Son aşamada ise nihai ürün olan metan ve karbondioksit
oluşur.
Organik Atık
Su
Monomerler
Alkoller
Organik asitler
Fe(III)
NO3
SO4
Fe(II)
NH3
H 2S
N2
HAc
H2
HCO3
Elektron verici
Elektron alıcı
Yan ürünler
Son ürünler
CH4
Şekil 6 Katı atıkların anaerobik ortamda nihai ürünlere dönüşümü
Tablo 13 Atık stabilizasyonu esnasında redoks reaksiyonları (25oC, 1atm, pH=7 , 1kg/mol)
Yükseltgenme (elektron alıcı reaksiyonlar)
Kaproat → Propiyanat
ΔG o (KJ )
CH3(CH2)4COO– + 2H2O → 2CH3CH2COO– +H+ +2,5H2
+48,3
Kaproat → Asetat
CH3(CH2)4COO + 4H2O → 3CH3COO +HCO3+H +3H2
Kaproat → Bütirat+Asetat
CH3(CH2)4COO + 2H2O → CH3(CH2)2COO + CH3COO + H +2,5H2
+48,4
Propiyanat → Asetat
CH3CH2COO + 3H2O → CH3COO +HCO3+H +3H2
+76,1
Bütirat → Asetat
CH3CH2CH2COO +2H2O → 2CH3COO +H +2H2
+48,1
Etanol → Asetat
CH3CH2OH+ H2O → CH3COO +H +2H2
+9,6
Laktat → Asetat
CH3 CH OH COO–+2H2O → CH3COO–+HCO3+H++2H2
-4,2
Asetat → Metan
CH3COO–+ H2O → HCO3+ CH4
-31,0
HCO3 → Asetat
İndirgenme (elektron verici reaksiyonlar)
HCO3+H++4H2 → CH3COO–+ 4H2O
-104,6
HCO3 → Metan
HCO3+H +4H2 → CH4 + 3H2O
-135,6
SO42-+H++4H2 → HS– + 4H2O
-151,9
-59,9
Sülfat → Sülfit
Nitrat → Amonyak
Nitrat → Azot gazı
–
–
+
–
–
–
–
–
+
–
–
+
+
+
CH3COO–+ SO42-+H+ → 2HCO3+ H2S
NO3-+2H++4H2 → NH4+ + 3H2O
+96,7
–
+
CH3COO + NO3 +H + H2O → 2HCO3+NH4
-599,6
-511,4
2NO3-+2H++5H2 → N2 + 6 H2O
-1120.5
–
-
+
+
84
6.7 Proses Seçimi
Katı atık yönetiminde aerobik ve anaerobik proseslerin her ikisi de yaygın bir şekilde
kullanılmaktadır. Her iki prosesin de avantaj ve dezavantajları vardır. Anaerobik proseslerin
işletilmesi aerobik proseslerden daha komplekstir. Ancak anaerobik proseslerde nihai ürün
olarak metan gazı oluştuğu için enerji üretimi söz konusudur. Aerobik prosesler oksijen
gerektirdiği için enerji tüketirler, ancak daha kolay işletme imkanları sundukları için avantaja
sahiptirler. Ayrıca uygun şartlarda işletme sağlandığında kentsel katı atıkların hacmi önemli
miktarlarda azaltılabilir. Aerobik ve anaerobik sistemlerin avantaj ve dezavantajları Tablo
14’de verilmiştir.
Tablo 14 Kentsel katı atıkların organik kısmının stabilizasyonunda aerobik ve anaerobik
ayrışma proseslerinin karşılaştırılması (Tchobanoglous, vd., 1993)
Parametre
Enerji kullanımı
Nihai ürün
Hacim azalması
Proses süresi
Temel amaç
İkincil amaç
Aerobik proses
Enerji tüketimi
Humus, CO2, H2O
%50 ye kadar
20-30 gün
Hacim azaltma
Kompost üretimi
85
Anaerobik proses
Enerji üretimi
Çamur, CO2, CH4
%50’ye kadar
20-40 gün
Enerji üretimi
Hacim azaltma ve atık
stabilizasyonu
7. AEROBİK KOMPOSTLAŞTIRMA
Aerobik kompostlaştırma kentsel katı atıkların organik kısımlarının kompost olarak bilinen
humus yapısındaki stabil bir ürüne dönüştürmek için yaygın bir şekilde kullanılan biyolojik
bir yöntemdir. Aerobik kompostlaştırma işlemi, bahçe atıklarının, kentsel katı atıkların
organik kısmının ve organik kısmıyla birlikte arıtma çamurunun kompostlaştırılmasında
yaygın olarak kullanılmaktadır.
7.1 Proses Tanımı
Aerobik kompostlaştırma prosesi, kentsel katı atığın ön ayrıştırılması, atıkların organik
kısmının aerobik ayrışması ve ürün hazırlama ve pazarlama olmak üzere üç temel adımda
gerçekleştirilir. Windrow, havalandırmalı statık yığın ve in-vessel kentsel katı atıkların
kompostlastırılmasında kullanılan temel yöntemlerdendir. Bu yöntemlerde atığın organik
kısmını havalandırmak için kullanılan metod farklı olmasına rağmen proses uygun bir şekilde
dizayn edildiğinde ve işletildiğinde biyolojik prensipler aynıdır ve bütün metotlar ile aynı
zaman periyodunda benzer kalitede ürünler elde edilir.
86
Sekil 7 Aerobik kompostlaştırma sistemleri
7.2 Proses mikrobiyolojisi
Aerobik kompostlaştırma esnasında fakültatif ve zorunlu aerobik mikroorganizmalar aktiftir.
Kompostlaştırma prosesinin başlangıcında mezofilik bakteriler aktiftir. Kompost yığını
içerisinde sıcaklık arttıktan sonra termofilik bakteriler baskın hale gelir ve sıcaklık
yükseldikten 5-10 gün sonra termofilik mantarlar gelişir. Son aşamada (olgunlaşma periyodu)
aktinomisetler ve küf mantarları görülür. Kompostlaştırma işleminin başarısı, kompostlaşan
87
organik maddelerin içeriğine ve kompostlaştırmayı gerçekleştiren organizmaların (bakteriler,
aktinomisetler, mantarlar, protozoonlar, rotiferler) türüne bağlıdır.
Aerobik kompostlaştırma proseslerinin kontrolünde kritik parametreler, su muhtevası, C/N
oranı ve sıcaklıktır. Biyolojik olarak ayrışabilen organik atıklar için su muhtevası uygun bir
seviyeye getirildiğinde (%50-60) ve atık yığını havalandırıldığında mikrobiyal metabolizma
hızlanır. Aerobik mikroorganizmalar oksijeni tüketir, azot, fosfor, karbon ve diğer besi
maddeleri kullanılarak mikrobiyal gelişim gerçekleşir ve organik madde tüketilir. Karbonun
çoğu organizmalar için enerji kaynağı olarak kullanılmaktadır ve nihai ürün olarak CO2
oluşmaktadır. Organik karbon hem mikroorganizmalar için enerji kaynağı hem de hücrenin
karbon kaynağı olarak kullanıldığı için diğer nutrientlerden daha fazla tüketilir.
7.3 Kompostlaştırmaya Etki Eden Faktörler
Kompostlaştırmaya etki eden faktörlerden olan C/N oranı, sıcaklık, pH, ağır metaller ve
partikül boyutu proses üzerinde etkilidir. Bu parametreler prosesin verimini, hızını ve ürün
kalitesini etkilemektedir. Aerobik kompostlamada fazla miktarda oksijen tüketilir.
Kompostlamanın ilk günlerinde ham organik maddelerin kolay çözülebilir karışımları hızlı
metabolize olur. Bu nedenle, oksijen veya hava ihtiyacı ve ısı üretimi en fazla ilk
basamaklarda olur ve işlem ilerledikçe azalır. Eğer oksijen veya hava kaynağı sınırlıysa
kompostlama işlemi yavaş gerçekleşir. Kompost yığınının gözenek boşluklarındaki oksijen
konsantrasyonunun en az %5 olması gerekir. Eğer ortamda yeterli oksijen bulunmazsa ortam
anaerobik olur ve koku oluşumu gerçekleşir. Bunun yanında, mikroorganizmaların metabolik
işlemleri gerçekleştirmesi için neme ihtiyaçları vardır. Su kimyasal reaksiyonlar için uygun
ortamı ve mikroorganizma hareketini sağlar ve besi maddelerini taşır. Organik madde içindeki
nem muhtevası %15’in altına düştüğünde biyolojik aktivite tamamen durur. Uygulamada
kompost maddesinin nem muhtevasının %40-65 gibi daha dar bir aralıkta tutulması gerekir.
Tablo 15`de aerobik kompostlaştırma prosesine etki eden faktörler özetlenmiştir
(Tchobanoglous, 1993).
Tablo 15 Aerobik kompostlaştırma prosesi için işletme parametreleri
Parametre
Dane boyutu
C/N oranı
Yorum
Kompostlaştırma için en uygun katı atık dane
boyutu 25-75 mm olmalıdır.
Başlangıç C/N oranı aerobik kompostlastırma için
optimum 25-50 olmalıdır. Düşük oranlarda
amonyak oluşur ve biyolojik aktivite engellenir.
Yüksek oranlarda besi maddesi sınırlayıcı faktör
olabilir.
88
Su muhtevası
Su muhtevası %50-60 aralığında olmalı. Optimum
değeri %55 civarındadır.
Sıcaklık
Yüksek kalitede ürün elde etmek için sıcaklığın ilk
birkaç gün 50-55 oC, aktif kompostlaştırma
periyodunun arta kalan günleri için 55-60 oC
arasında olması gerekir. Sıcaklık 70 oC nin üzerine
çıktığında biyolojik aktivite önemli derecede
azalır.
Patojen kontrolu
Kompostlaştırma prosesi esnasında patojenlerin ve
bitki tohumlarının etkisiz hale getirilmesi
mümkündür. Bunun gerçekleştirilebilmesi için
sıcaklığın 24 saat boyunca 60-70 oC de tutulması
gerekir.
pH
pH değerinin 7-7.5 arasında kalması gerekir.
Amonyak formunda azot kaybını önlemek için pH
değerinin 8.5 in üzerine çıkmaması gerekir.
7.5. Organik Atıkların Kompostlaştırma Teknolojisi İle Geri Dönüşümü
Kompostlaştırma, organik maddenin ayrıştırılarak toprağın fiziksel, kimyasal ve biyolojik
özelliklerini düzelten, havalanma ve su tutma kapasitesini arttıran humus yapısında bir
maddeye dönüştürülmesi prosesidir. Uygun şartlar altında iyi ayrışmış bir kompost, karbon,
azot, fosfor, potasyum ve çok sayıda iz element içermektedir. Buna rağmen kompost ticari
gübrenin alternatifi olarak değerlendirilemez. Ancak kompost tek başına tüm besi maddelerini
içeremeyeceği gibi ticari gübre de yeteri kadar organik içermez ve toprağın ihtiyacını
karşılayamaz. Kompost içerisine belli oranlarda azot, fosfor, potasyum ilavesi ile üstün
kalitede gübre haline dönüştürülebilir.
Kompost tarım, hayvancılık, fidancılık, peyzaj düzenlemesi, çiçekçilik ve ormancılıkta yaygın
kullanılır. Zirai ve bahçe bitkilerinin üretiminde, orman ve fidelerde, arazide veya saksılarda
yetiştirilen bitkilerde, şifalı otların yetiştirilmesinde kullanılabilir. Aynı zamanda tarım
topraklarının organik maddelerini, verimliliğini muhafaza etmek için; peyzaj oluşturmak; terk
edilmiş maden ocaklarını tarıma elverişli hale getirmek için kullanılır.
Kompost ilavesi toprağın fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklerini iyileştirir. Kompostun
toprağa ilave edilmesi, ham yoğunluğu azaltır ve sıkı toprakların havalanmasını ve drenajını,
kumlu toprakların ise su tutma kapasitesini iyileştirir ve bir arada tutar. Kompost ayrıca
toprağın katyon değiştirme kapasitesini (toprağın nutrient tutma gücü) arttırır. Diğer maddeler
ile beraber kullanıldığında kompost su ve nutrient tutma kapasitesini arttırır; ilaveten kök
89
büyümesi için gereken hava boşluğu miktarını arttırır. Kompostun pH’ı genellikle nötr değere
yakındır. Bu, zirai ürünlerin çoğunda istenen bir pH’tır.
Kompostun faydaları arasında, zeminin hava boşluk oranını arttırması, su tutma kapasitesini
arttırması ve toprağın biyolojik olarak ıslahını sağlaması sayılabilir. Satışa sunulan kompostun
genel özellikleri Tablo 16 da özetlenmiştir (Erdin, 1981).
Tablo 16 Satışa sunulan kompostun genel özellikleri
Parametre
Nem, %
Organik muhtevası, %
pH
Maksimum partikül boyutu (mm)
Değer
30-50
10-30
6-9
2-10
Kentsel katı atıkların faydalı geri kazanım yollarından biri olan kompostun tarımda güvenle
kullanılabilmesi içerdiği ağır metal konsantrasyonu ve tuz içeriğine bağlıdır. Kentsel katı atık
kompostunun kalitesini arttırmak ve metal içeriğini düşürmek için en iyi yöntem kaynağında
ayırmaktır. Metal içeriğini arttıracağı için hiçbir bir kademede komposta evsel çamur
eklenmemelidir (Richard ve Woodbury, 1992). Amerika’da kompost ürünü ile ilgili yapılan
bir çalışmada, kentsel katı atığın ve evsel arıtma çamurunun birlikte kompostlaştırılması Ni,
Pb, Se ve Zn konsantrasyonlarında artış olduğunu göstermiştir. Bunun sebebinin ağır
metallerin çamurda atıktakinden daha yüksek konsantrasyonlarda bulunmasıdır (He vd.,
1995). Bunun yanında, bakır ve çinko konsantrasyonlarının fazla olması komposta arıtma
çamuru ilavesinin bir göstergesidir. Yapılan çalışmalarda kaynağında ayrılmış atıklardan elde
edilen kompostun ağır metal içeriğinin limit değerlerden düşük olduğu tespit edilmiştir
(Vassilev ve Braekman-Danheux, 1999).
Kompostun tarımda kullanılması durumunda bitki oluşumunu etkileyen faktörler pH, katyon
değiştirme kapasitesi, organik madde içeriği, toprak yapısı ve sertlik derecesidir. Kompost
ürününün tarımda kullanılması durumunda toprağın pH ve organik madde içeriğinin arttığı
tespit edilmiştir (Mkhabela ve Warman, 2005). Şekil 8`de farklı araştırmacılar tarafından elde
edilen değerler ile İstanbul Kemerburgaz`da bulunan kompost tesisinden elde edilen
kompostun deney sonuçları verilmiştir. Bunun yanında elde edilen sonuçlar EPA tarafından
verilen sınır değerlerle mukayese edilmiştir.
90
Sekil 8 Kentsel katı atık kompostunda bulunan iz elementler (Hargreaves, et al. (2008)` den
uyarlanmıştır. o : İstanbul kompost tesisi analiz sonuçları, YTÜ)
Başta azot olmak üzere nutrient mevcudiyetini arttıran kompost üretim parametreleri
optimizasyonu sağlanmalı ve kentsel katı atık kompostu yaygın olarak kullanılmalıdır.
Hammadde seçimi, havalandırma ve olgunlaşma gibi bazı parametreler kompostun azot
içeriğini etkileyen parametreler olarak tanımlanmışlardır (Abu Qdais ve Hamoda, 2004).
Kompost genellikle ürünlerin azot ihtiyacını karşılamak için kullanılır ve bu uygulama
komposttaki azot içeriğinin düşük olması nedeniyle diğer nutrientlerin fazla tatbik edilmesine
neden olur. İnorganik azot gübresi ilavesi bu sorunu çözebilir.
Evsel katı atık kompostun fiziksel ve kimyasal yapılışı ve kaynağı zamanla değişime
eğimlidir ve kompost kalitesinin dikkatli bir şekilde yıllık kontrolü gerekmektedir.
(Hicklenton vd., 2001). Son ürünün kalitesini değerlendirmek için standart analitik
prosedürler kullanılır. Evsel katı atık kompostunu kullanan araştırmacılar ve bireyler devamlı
olarak kaliteli ürün aldıklarından emin olmalıdırlar. Bu önerilerin gerçekleştirilmesi evsel katı
atık kompostunun tarımda kullanımına muhalefeti azaltacak, çiftçileri, belediyeleri, bahçe
düzenleyicilerini ve bahçıvanları bu ürünü kullanma konusunda cesaretlendirecektir.
91
7. KATI ATIKLARIN DÜZENLİ DEPOLAMA ALANLARINDA BERTARAFI
Düzenli depolama; katı atıkların çevre sağlığına uygun şekilde, tabanı kil ve geomembranla
(plastik folye) geçirimsiz hale getirilmiş bir araziye dökülüp sıkıştırılması ve üzerinin toprakla
örtülmesini, oluşacak metan gazının bacalar vasıtasıyla toplanmasını ifade eder. XX. yüzyılın
ortalarına kadar hemen hemen tüm atıklar açık ve kontrolsüz olarak arazilere boşaltılırdı.
Hacmi azaltmak için atıkların yakılması çok sıkça görülmekteydi. Atıklar önceleri doğal
topoğrafyası uygun olan sahalara kontrolsüz ve açık şekilde boşaltılmaktaydı. Topoğrafik
düşüklüğe sahip dereler, dış eğimli araziler, taşkın yatakları ve kullanılmayan maden ocakları
en yaygın atık alanları olarak kullanılıyordu. Açık alanlara çöp boşaltma uygulamaları
günümüzden 30-40 sene evvel daha dikkatlice düzenlenmeye başlandı. II. Dünya savaşından
sonra “sıhhi atık depolama” uygulamaları yaygın olmaya başladı. Böyle bir sıhhi atık deposu
yaklaşık 5 m’yi bulan çöp biriktirme ünitelerinden oluşmaktaydı. Atık deposundaki günlük
çalışma sonunda her bir ünite içerisindeki atık 15-20 cm kalınlığındaki doğal örtü tabakası ile
kapatılmaktaydı.
Sıhhi atık depolama alanları, sentetik geçirimsiz tabakalara sahip olmakla beraber, 1970’li
yıllara kadar alanlarda geçirimsiz membranlar yaygın değildi, günümüzde daha yeni çift
tabakalı membranlar kullanılmaya başlanmıştır. Sıhhi atık depolarındaki atığın kontrollü
olarak depolanması; kemiriciler, böcekler ve benzeri zararlı asalakları büyük ölçüde azaltmış,
böylece görünüş olarak ayrı bir estetik kazandırmıştır. Böyle atık depolarına duyulan ihtiyaç
da atık tipi, bölgenin hidrolojisi, iklim ve diğer faktörlere bağlı olarak değişmektedir. Modern
bir atık depolama ünitesinin çevreyi ve ekolojik dengeyi bozmayacak uygun mühendislik
özelliklerine sahip bir arazi üzerine yapılması gereklidir.
Katı atık depolama tesislerinin yapım amacı
Katı atık depolama tesislerinin yapım amacı; dizayn eden mühendis tarafından, yeterli ve
sağlıklı bir depolamayı uygun bir maliyetle gerçekleştirmek olurken, böyle bir sahaya yakın
olan bir yerleşim için ise katı atıkların çevreye zarar vermemesi şeklinde açıklanabilmektedir.
Katı atık depolama tesislerinde en önemli sorunlardan biri “sızıntı suyu” oluşumudur. Sızıntı
suyunun en önemli çevresel zararı, yeraltı suyu kirlenmesidir. Bu tür kirlenmeleri önlemek
için membran tabakaları kullanılarak tesis tecrit edilmektedir.
Evsel katı atık depo alanına depolanacak atıklar ve istisnaları
Meskun bölgelerde evlerden atılan evsel katı atıklar, park, bahçe ve yeşil alanlardan atılan
bitki artıkları, iri katı atıklar, zararlı atık olmamakla birlikte evsel katı atık özelliklerine sahip
sanayi ve ticarethane katı atıklarının, evsel atık su arıtma tesislerinde oluşan arıtma
92
çamurlarının, zararlı atık sınıfına girmeyen sanayi arıtma tesisi çamurları katı atık depo
sahalarına depolanmaktadır.
Evsel ve evsel nitelikli endüstriyel katı atıkların öncelikle geri kazanılması esastır. Geri
kazanmanın ekonomik ve teknik olarak mümkün olmaması halinde, atıklar çevre sağlığının
korunması amacıyla öncelikle enerji üretimi veya kompost elde edilmesi maksatlarıyla termik
veya biyolojik işlemlere tabi tutulmalıdır. Ancak termik veya biyolojik işlemlere elverişli
olmayan veya bu işlemler sonucu yan ürün olarak ortaya çıkan atıkların depolanması
zorunludur. Bu amaçla belediyeler; 1580 sayılı “Belediye Kanunu” gereğince katı atıklar için
yapılan depolara, insan ve çevre sağlığını korumak amacıyla;
1.Sıvılar, sıvı atıklar ve akıcılığı kayboluncaya kadar suyu alınmamış arıtma çamurlarının,
2. Patlayıcı maddelerin,
3. Hastane, klinik atıkları ve hayvan kadavralarının,
4. Depolama esnasında aşırı toz, gürültü, kirlenme ve kokuya sebep olabilecek atıkların,
5. Radyoaktif madde ve atıkların,
6. Tehlikeli atık sınıfına giren katı atıkların
depolanmaması için gerekli önlemleri almalıdır. Bu tip zararlı atıklar çevre kriterlerine uygun
biçimde özel olarak bertaraf edilmelidir.
Katı atık depo alanlarının seçimi
Katı atık depolama için yer seçimi oldukça titizlik gerektiren bir konudur. Arazi; bölge
planlama, sağlık ve su kirliliğini koruma otoritelerine danışılarak seçilmelidir. Atık depolama
yerlerinin tespitinde; atık kaynağına yakınlık, atığın taşınması ve nakil uzaklıkları, iklim,
jeoloji, hidrojeoloji, yüzey hidrolojisi, havaalanlarına yakınlık, sahanın kullanımı, nüfus
yoğunluğu gibi faktörler önemli rol oynar.
İdeal bir katı atık depolama sahasının, atık kaynağına yakın olması, topografik eğiminin az ve
taşkın havzası olmaması gerekmektedir. Sahayı taşıyan iskeletin, taşıma gücünün yeterli
olması ve hidrojeolojik özelliklerinin iyi olması gereklidir. Bu ideal ortamları aramak yerine
azami uygunluk aranmalı, uygun bulunan özelliklerin yanında yetersiz özelliklerin
iyileştirilmesi yoluna gidilmelidir. Bazen alanın karmaşık davranışlar gösterdiği ve nerdeyse
özelliklerinin saptanmasının imkânsız olduğu durumlarla karşılaşılmaktadır. Böyle heterojen
yapıya sahip, uygun bir geoteknik tanımı yapılamayan sahaların depolamaya uygun
olmayacağını söylemek yerinde olabilir.
Katı atık depolama tesislerinin inşa edileceği alanların seçimi ile ilgili geoteknik özelliklerin
tanımlanması ve gerekli analizlerin yapılması gereklidir. Zemin profilinin saptanması, yeraltı
93
suyu koşularının belirlemesi, zemin özelliklerinin belirlenmesi, bölgedeki malzemenin inşaat
malzemesi olarak kullanılıp kullanılmayacağının tesbiti çalışmaları yapılmalıdır. Yeraltı
suyunun kalitesi belirlenmeli, yeraltısuyu akiferleri tanımlanmalı, akiferlerlerde piyezometrik
su seviyeleri ölçülmelidir. Zeminin özellikleri ile ilgili çalışmalarda, sahayı temsil edebilecek
yeterince numune alınmalıdır. Alanın katı atık depolama sahası olarak göstereceği potansiyel
performans, stabilitede meydana gelecek değişimler ve yeraltı suyunda oluşabilecek etkilerin
mutlaka göz önüne alınması gerekmektedir. Aşağıda belirtilen hususları içeren kapsamlı
araştırmalar alternatif bölgeler için tek tek incelendikten sonra depo alanı yer seçimi
yapılmalıdır,
-
Yerleşim birimlerine uzaklık: Katı Atıkların Kontrolü Yönetmeliği’ne göre çöp döküm
sahaları, en yakın yerleşim birimine en az 1000 metre mesafede olmalıdır.
-
Havaalanına uzaklık: Depo alanına gelen kuşlar, alçaktan uçan uçaklar için tehlike
potansiyeli oluşturabilmektedir. Bu nedenle Katı Atıkların Kontrolü Yönetmeliği’ne
göre depo tesisinin en yakın havaalanına uzaklığı en az 3 km olmalıdır.
-
İçme ve kullanma suyu, su toplama alanlarının durumu: İçme, kullanma ve sulama
suyu temin edilen yeraltı ve yerüstü sularını koruma bölgelerinde depo tesisi inşa
edilmemelidir.
-
Çevredeki yeraltı suyu hareketi: İçme, kullanma ve sulama suyu temin edilen yeraltı
suları koruma bölgelerinde depo sahası tesis edilmemelidir.
-
Sulak alanlar: Sulak alanlarda hiçbir şekilde depo sahası inşa edilmemelidir,
-
Jeolojik, jeoteknik ve hidrojeolojik yapı: Depolama işleminin devamlılığını sağlayacak
düzeyde bir stabilitenin ötesinde, zeminde aranan en önemli özellik minimum su
geçirgenliğidir. Su geçirgenliğinin ve yeraltı suyu tablasının yüksek olduğu arazilerde,
katı atıkların sıkışması ve biyolojik olarak parçalanması neticesinde oluşan tehlikeli
kirleticiler deponun alt kısmındaki toplama sistemini ve geçirimsiz emniyet tabakasını
atlayarak yeraltı sularına karışabilir ve çok uzak mesafelere taşınabilir.
-
Tektonik yapı: Endüstriyel aktiviteler sonucu bozulmuş, yeraltı kazı işlerinin yapıldığı
ya da yararlı bir kullanıma hizmet etmeyen araziler gibi doldurma ve şekillendirme ile
iyileştirilebilecek bölgeler, çöp depolama alanı seçimi için uygun yerler arasındadır.
Gelgit olayları sonucu oluşan bataklık arazilerin de yeniden kazandırılması amacıyla
seçilmesi uygun olabilir,
-
Kırık ve çatlaklı bölgeler: Deprem bölgelerinde fay üzerinde depo tesisi inşa
edilmemelidir.
94
-
Sel, çığ, heyelan ve erozyon bölgeleri: Taşkın riskinin yüksek olduğu yerlerde, çığ,
heyelan ve erozyon bölgelerinde depo tesisi inşa edilmemelidir,
-
Çevredeki trafik ve ulaşım yollarının durumu: Çöp toplama alanlarından depolama
alanına ulaşımın kolay olması gereklidir. Ayrıca, taşıma mesafesi, yer seçiminde etkisi
büyük olan bir faktördür. Taşıma mesafesinin az olması diğer şartların da sağlanması
halinde, taşıma maliyetlerinin azalması açısından arzu edilen bir durumdur
-
Hakim rüzgar yönü: Şehircilik açısından, çöp depo sahaları hakim rüzgar yönünde inşa
edilmemelidir.
-
Kaplama malzemesinin mevcut olması: Çöp depolama sahasının işletmeye açık
olduğu zaman süresince, kaplama malzemesinin yakın bölgede mevcut bulunması ve
bunun her saha için incelenmesi şarttır. Eğer bölgede uygun materyal mevcut değilse,
başka yerlerden temin edilmesi gerekmektedir. Bu ise yukarıda belirtildiği üzere
istenmeyen durumdur.
-
Sahanın toplam depolama kapasitesi: Depolama kapasitesi en az, nüfusu 100.000’den
küçük olan yerleşim bölgelerinde 10 yıllık ihtiyacı karşılayacak şekilde, nüfusu
100.000’den büyük olan yerlerde 500.000 m3 olmalıdır,
-
Sahanın çevreden görünüşü: Kurulan tesisin konumu imar planında belirtilerek,
işletmeye kapatıldıktan itibaren, en az 40 yıl yerleşime açılmaması sağlanmalıdır.
Düzenli depolamada kullanılan yöntemler
Hangi katı atık yönetimi (kaynakta azaltma, geri kazanma, yakma, kompostlaştırma)
kullanılırsa kullanılsın meydana gelen atıkların tamamı geri dönüştürülebilen metaryeller gibi
tekrar kullanılamazlar. Yanma sonucu oluşan küller vb. düzenli depolama sahalarında
depolanmalıdır. Atık karakteristikleri, yerleşim yelerinin karakterine o bölgenin hayat
standardına, mevcut endüstrinin tipine bağlı olarak değişim gösterse de düzenli depolama
alanlarına duyulan ihtiyaç devam edecektir. Amaç, düzenli depolama alanlarına bağımlı olan
katı atık yönetim sistemini, geri kazanmanın yüksek oranda kullanıldığı bir sistem haline
getirmek olmalıdır.
Kuru arazilerde çöp, hendek metodu, alan metodu, vadi dolgusu metodu, deniz kenarındabaraj arkasında depolama ve rampa metodu olmak üzere çeşitli şekillerde depolanmaktadır.
Kuyu (hendek) metodu
Hendek metodu, yeterli toprak örtüsünün bulunduğu yerlerde uygulanır. Katı atıklar
40-100 m. uzunlukta 1-2 m. derinlikte ve 5-8 m. genişlikte kazılan hendeklere ince tabakalar
halinde yayılır ve sıkıştırılır.
95
Killi, sızdırmaz zeminlerde ve küçük nüfuslu yerleşimlerde uygulanır. Su seviyesinin yüksek
olduğu alanlarda az miktarda katı atık depolanır. Bu metotta çöp dökmeden önce bir dozer
yardımı ile birkaç araç genişliğinde belirli bir yükseklikte (23-15 m) ve 30-150 m
uzunluğunda çukur açılır. Kazılan zemin, örtü toprağı olarak daha sonra kullanılmak üzere
kazılacak hendek kenarından uzakta depolanır. Hendek metodunun kazılmayan ve el
sürülmeyen meyilli yan duvarları sebebiyle zeminin ve dolayısıyla arazinin önemli bir kısmını
israf ettiği veya boşa çıkardığı ileri sürülmektedir. Bununla beraber atıkların önceden
belirlenmiş bir genişlikte ve yükseklikte doğal şekilde hapsedilmeleri, günlük örtünün miktarı
üzerinde kontrol imkanı verir. Hendek metodunun genel görünüşü Şekil 8’de, kesiti ise Şekil
9’da verilmiştir.
Kamyonlar çöpü; hendeğin kenarından veya doldurulmuş kısmının tepesinden boşaltır.
Atıklar çukur tarafına dozerler vasıtası ile serilir. Sahanın her noktası üzerinden buldozer veya
kompaktör ile 2-3 defa geçilerek atıkların parçalanıp sıkışmaları sağlanır.
Şekil 8 Kuyu (Hendek) metodunun görünüşü
Şekil 9 Kuyu (Hendek) metodu kesiti
96
Alan metodu
Arazinin hendek kazılmasına müsait olmadığı veya buna ihtiyaç bulunmadığı hallerde
uygulanır. Çöpler uzun ve dar şeritler halinde 30-60 cm. kalınlıkta araziye serilir ve
sıkıştırılarak 2-3 m. yüksekliğe kadar depo edilir. Şeritlerin boyları, genelde bu yüksekliğe
günün sonunda erişilecek şekilde planlanır. Günün sonunda depolanan sıkıştırılmış çöp
yığınının üzerine 20-30 cm. kalınlıkta toprak tabakası örtülür. Doldurma operasyonu
genellikle daha önce inşa edilen toprak bir seddenin dibinden başlar ve sıkıştırılarak sedde
yüksekliğine kadar devam eder. Sıkıştırılan çöpler 6 m. genişliğinde şeritler halinde yükselir.
Üzeri toprakla örtülerek sıkıştırılmış çöp yığınına hücre denir ve hücreler üst üste inşa
edilerek planlanan seviyeye ulaşılır.
Büyük hacimli katı atık depolama yerlerinde kullanılırlar ve genellikle stabil olan şevlerde
yapılırlar. Atıklar, dozerler yardımı ile serilip, sıkıştırılırlar (5-10 m’lik kalınlıklarda
serilirler). Eğer tabaka kalınlığı 1,25-2,5 m kalınlığında ise dozerler yerine elle serme işlemi
yapan aletler kullanılmaktadır. Sıkıştırılmış çöp yüzeyi meyli 1/4 meyilden daha dik
olmamalıdır. Alanın üzeri her gün serme işleminden sonra kapanır. Bu depo tipleri en
ekonomik ve emniyetli dolgu tipidir (Şekil 10 ve Şekil 11).
Şekil 10 Alan metodu genel görünüş
Şekil 11 Alan metodu kesiti
97
Vadi dolgusu metodu
Vadilerde düzenli depolamanın yapımından önce mevcut kuru veya sulu dereler, akarsular
depolama alanın memba tarafından başlayıp mansap tarafında biten tünel veya menfezlerle
çöplerle teması kesilmelidir. Menfez veya tüneller, yeraltı suyu ve çöp sızıntı sularına karşı
iyice yalıtılmalıdır. Vadi metoduyla çalışırken bütün çalışma bölgesi yağış ve akış sularına
karşı çevresel hendeklerle donatılmalı, yağış sularının çöplerle teması kesilmeli, gerekli
hallerde pompalarla sular çalışma dışına aktarılmalıdır.
Rampa metodu
Su seviyesinin az veya yüksek olduğu yerlerde uygulanır. Burada hücreler daha kalın ve uzun
olarak teşkil edilir. Şekil 12’de rampa metodunun yapılması aşamasındaki çalışmalar, Şekil
13’de ise rampa dolgu tipinin kesiti ve şev stabilitesi için eğim değerleri verilmiştir.
Şekil 12 Rampa metodu görünüşü
Düzenli depolamada alan ihtiyacı
Düzenli depolamada kurulacak yardımcı tesisler bu alanda 4-5 sene gibi kısa bir süre
kullanılması halinde ekonomik olmazlar. İmkan varsa düzenli depolama ömrü 20-30 sene
olmalıdır. Katı atık yönetmeliğine göre ev çöpleri ile bu nitelikteki endüstriyel nitelikteki katı
atıklar ve endüstriyel olmayan arıtma çamurlarını depolamak üzere inşa edilen depolama
tesislerinin asgari kapasiteleri; nüfusu 100.000’den küçük olan yerleşim bölgelerinde 10 yıllık
depolama ihtiyacını karşılayacak şekilde, nüfusu 100.000’den büyük olan yerlerde tercihen en
az 500.000 m3 olacak şekilde sınırlandırılmıştır.
98
Şekil 13 Rampa metodu kesiti
Düzenli depolama alanlarının hazırlanması
Düzenli depolama tesisinde düzgün bir depolama olabilmesi ve işletmenin kurallara uygun
olması için aşağıdaki şartlar sağlanmalıdır.
- Sahanın etrafının çevrilmesi ve perde konulması: Kontrolsüz girişlerin, evcil ve yabani
hayvanların depo sahasına girmelerini önlemek amacıyla depo tesisinin etrafı 2 m
yüksekliğinde bir çit ile çevrilmelidir. Olağanüstü durumlar dışında; bunun yapılması
mümkün değilse, giriş ve kantar, işçilerin dinlenme binaları, garaj, depolar ve yakıt
istasyonlarını kapsayan yerlerin, emniyet ve güvenlik açısından yeterli standartları
sağlayacak şekilde etrafının çevrilmesi gerekmektedir. Depo sahasının yakınında
yerleşim alanları mevcutsa, burada yaşayan insanların gürültü ve çöplerden dolayı
rahatsız olmaması için önlemler alınmalıdır. Bunun için de görüntüyü kamufle edici
perdeler yerleştirilmelidir. Bu amaçla topraktan seddeler yapılabilir veya ağaçlık ya da
çalılıklar oluşturulabilir.
- Sahanın tanımlanması ve enformasyon levhaları: Girişe sahanın ve sorumluların
adlarının yazılacağı bir levha yerleştirilmelidir. Sahayı tanımlayıcı levhanın aşağıdaki
bilgileri de içerecek şekilde (ilgili olduğu durumlarda) oluşturulması gerekir;
-
Açılış ve kapanış saatleri,
-
Çöp boşaltma ücretleri, ( özel depolama olması halinde )
-
Çöplerden
özellikle
uzaklaştırılması
gereken
maddeler
materyallerin ayrılması zorunluluğunu gösteren bir yazı,
-
Sahanın gelecekteki gelişimini gösteren bilgiler,
-
Diğer ilgili bilgiler.
Levhanın dayanıklı malzeme ve boyadan oluşturulması gerekir.
- Servisler: Su, elektrik ve telefon servisleri sağlanmalıdır.
99
veya
belirli
- Aydınlatma: Eğer saha havanın karanlık olduğu saatlerde de kullanılacaksa, girişin ve
servis yollarının sokak lambalarıyla aydınlatılması gerekir. Sisin hüküm sürdüğü
bölgelerde veya boşaltma işleminin karanlıkta devam ettiği durumlarda seyyar
aydınlatma araçları ve sis lambaları gerekecektir. Bunların gerekli sayı veya çeşitlerine
ait ayrıntılı bilgiler saha tanımlanmasında belirtilmelidir.
- Tekerleklerin temizlenmesi: Bir tekerlek yıkama makinasının ya da diğer tekerlek
temizleme ekipmanlarının, sahanın çıkışına yakın bir yere yerleştirilmesi, karayoluna
çamurun taşınmasının önlenmesi için şarttır.
- Taşınabilir perdeler: Taşınabilir çöp perdelerinin 3 metre yüksekliğinde ve
50 mm’lik aralığa sahip telden olması gerekir.
- Çöp kutuları: Lokal şartlara bağlı olarak, eski mobilya gibi büyük eşyaların ve diğer
materyallerin daha sonra uzaklaştırılmak üzere, depo alanının içinde girişin yakınına
kurulacak büyük çöp kutularına yerleştirilmesi faydalı olacaktır.
- Kantar ve kontrol merkezi: Çöp depolama alanına gelen kamyonların tartılması, sahaya
gelen çöplerin miktar ve çeşitleri hakkında işletmecilerin bilgilendirilmesi ile maliyetin
hesaplanması açısından istenmektedir. Ölçüm ofisi sahanın işletilmesinde bir kontrol
merkezi olarak hizmet verecektir. Eğer sahaya bir kantar yerleştirilmemişse, saha
müdürünün kullanımı için küçük seyyar bir ölçüm istasyonu oluşturulmalıdır.
- Çalışanlar için tesisler: Sahada çalışanların kullanımı için gerekli tesisler
sağlanmalıdır. Gerekli malzemeleri içeren römork (karavan) ya da diğer seyyar binalar
bu amaçlar için yeterli olacaktır. Bu binalarda, tuvalet, yıkanma ve temizlenme
birimleri, elbise depoları, işçilerin yemeklerini ısıtmaları ve sıcak içeceklerini
hazırlamaları için bir ocak bulundurulmalıdır. Eğer pratikse tuvaletler bir kanalizasyon
sistemine bağlanmalı, eğer değilse de fosseptik oluşturulmalıdır. İlk yardım
malzemeleri de bu binalarda bulunmalı ve en azından bir işçi ilkyardım konusunda
eğitilmelidir.
Depo tabanının hazırlanması
Katı atık depo sahalarında çevre kirliliği açısından en önemli problem sızıntı suyudur. Her
türlü kirletici parametreyi ihtiva eden sızıntı suyu, yeraltı ve yerüstü su kaynaklarının
kirletmektedir. Sızıntı suyunun bu olumsuz etkisini önlemek için depo sahasının tabanı
geçirimsiz hale getirilir.
Yüksek su muhtevasında olan çöplerin suları, yağmur suyu ve kar erimesi ile oluşan sular
depolama esnasında çöp suyu ile karışarak sızıntı suyunu oluştururlar. Oluşan bu sızıntı suları
100
için gerekli tedbirler alınmadığı takdirde, bu suların yeraltı suyuna karışması tehlikesi
meydana gelir. Ana starateji, sızıntı suyunun dolgu sahasından kaçışını engellemek olmalıdır.
İlk ve ikinci tabakalar (Kil ve geomebran tabakaları) ile bunu sağlamak mümkündür.
Sızdırmazlık tabakaları
Dolgu sahalarında tam sızdırmazlığın sağlanması mümkün değildir. Tüm sızdırmazlık
malzemeleri belirli oranlarda sızdırma yaparlar. Katı atıkların depolanması için sızdırmazlığı
en düşük malzemelere ihtiyaç vardır. Mineral tabaka (kil, bentonit v.s.) kullanılması halinde
kalınlığı minimum 0.60 m., ve sıkıştırılmış zeminin permeabilitesi en az 1×10-8 m/sn
olmalıdır. Derinliği en az 10 m ve az çatlaklı kaya zeminlerde bu değer 1×10-7 m/sn alınabilir.
Bu tabakanın üzerine 0.30 m kalınlığında dren tabaka ve bunun üzerine de en az 1,0 m
kalınlığında koruma tabakası konulmalıdır (Şekil 14).
Geosentetikler
Sızdırmazlık tabakası meydana getirmek amacıyla geosentetiklerin kullanımı yeni bir
uygulamadır. Geosentetik tanımı içinde; geotekstiller, geomembranlar, geonetler ve
geogridler yer almaktadır. Farklı durumlar için uygun geosentetiğin şeçimi kullanım amacına
bağlıdır.
Düzenli depolama alanlarında geotekstiller, toprak parçacıklarının drenaj alanına girişini
önlemek amacıyla filtre olarak, drenaj akımını sağlamak ve geomembranları koruyucu bir
yastık olarak kullanılırlar. Geotekstiller yüksek geçirgenlikli olduklarından sıvının geçişine
izin verirken, çevredeki toprak parçacıklarının hararetlerini önlerler.
Katı atık (Çöp)
Katı atık (Çöp)
Dren tabakası, çakıl
30 cm
10 cm
2.5 mm
Dren tabakası
30 cm
Koruma tabakası; kum, kil
Folye (HDPE)
Sızdırmazlık tabakası
Mineral (kil)
30+30=60 cm
Sızdırmazlık tabakası
Mineral (kil)
Zemin
30+30=60 cm
Zemin
Şekil 14 Muhtelif depo tabanı geçirimsizlik sistemleri
Geomembran, sıvı akışını minimize etmek amacı ile her türlü geeoteknik malzeme ile beraber
kullanılabilen çok az geçirgenlikli membran sızdırmazlık tabakalarıdır. Bu malzemenin esas
kullanım amacı sızıntı suyu hareketini sınırlandırmaktadır. Geomembran kalınlıkları 0.753.00 mm arasında değişir.
101
Geomembranların çok düşük geçirgenlikleri olmasına rağmen bir miktar kaçak meydana
gelmektedir. Özellikle kil tabakası üzerine yerleştirilen geomembranla oluşturulan kompozit
tabakada, geomembrandaki buruşukluklara, kil tabakasındaki düzensizliklere ve çatlaklara
bağlı olarak sızıntı oluşabilir. Sızıntıyı önlemek için; sızıntı tabakası üzerinde yırtıkların,
deliklerin, çatlakların, hatalı ek yerlerinin olması önlenmelidir. Geomembranların istenen
özellikleri sağlayıp sağlamadığının tesbiti amacı ile kimyasal stabilite, donma/çözülme
stabilitesi, biyolojik stabilite gibi birçok parametre test edilmelidir.
Geosentetiklerin kaba parçalarca delinmesine karşı korunması için, ince kumla korunması
sağlanmalıdır.
Sızıntı suyu toplama sistemlerinin tasarımı
Bir depolama alanının en önemli unsurlarından birisi sızıntı suyu toplam sistemidir. Sızıntı
suyu toplama sistemi bir çok unsurun bir araya gelmesiyle oluşur. Depo sahası içinde ve depo
alanın çevresinde olmak üzere iki sistem kurmak gerekebilir. Alttan drenaj sistemi düzenli
depolama alanını içinde teşkil edilir ve sızıntı suyunu alanın tabanından toplar. Çevresel
toplama sistemi alanın çevresine inşa edilir ve depolama alanına yüzeysel akışın girişini
kontrol etmek amacı ile kullanılır. Çevresel toplama sistem sahanın kapanmasından sonra da
yerleştirilebilir.
Sızıntı suyu toplama sistemi; yüksek geçirgenliğe sahip taneli malzemelerden oluşan bir
drenaj tabakası ile sızıntı suyunu toplamak amacı ile yerleştirilmiş drenaj borularından
meydana gelir. Sızıntı suyu toplama sisteminin fonksiyonunu yerine getirebilmesi için altında
az geçirgenlikli bir sızdırmazlık tabakasının olması gerekir. Sızıntı suyu hareketini kontrol
altında tutabilmek için az geçirgenlikli tabaka ile atıkların içerisindeki dikey olarak sızan su
yavaşlatılmaya ve tutulmaya çalışılır. Sızdırmazlık tabakasına eğim verilerek suyun drenaj
tabakasına doğru yanal akımı sağlanır. Bu şekilde sıvıların doğal zemine sızması önlenir. Bir
sızıntı suyu toplama sistemi Şekil 15’de şematik olarak gösterilmiştir.
102
100 m
60 cm 60 cm
Çöp
D
30o
60 cm
30o
Mineral geçirimsizlik (kil)
tabakası (30+30=60 cm)
Drenaj tabakası
(Çakıl/mıcır 16/32-8/16)
D
%3
Dren borusu (HDPE);
üstü yarıklı, tabanı yarıksız
Zemin, sıkıştırılmış taban
Şekil 15 Sızıntı suyu toplama sistemi
Sızıntı suyu toplama sistemi elemanları
Atıklardan açığa çıkan sızıntı suyu; toplama sistemine ulaştığında önce drenaj tabakasından
aşağı akarak sızdırmazlık tabakasının üst yüzeyine gelir. Sızıntı suyu, bu tabakanın üzerinde
birikmeye ve boşluklarını doldurmaya başlar. Bu sırada drenaj tabakasından sızıntı suyu
toplam borularına doğru yatay akış meydan gelir. Drenaj sisteminde kullanılan başlıca
elemanlar; drenaj boruları ile bu boruların çevresini saran çakıl tabakasıdır. Bu iki elemanın
dışında kaçakların belirlenmesini sağlayan sistemler kullanılır. Ancak bu elemanların
kullanılması maliyeti artıran faktördür.
Drenaj tabakası; atık ve sızıntı suyu toplama sistemi arasında devamlı ilişkiyi sağlamak amacı
ile yüksek geçirgenliğe sahip çakıllardan meydana getirilir. Bu tabaka sızdırmazlık tabakası
üzerinde biriken sıvıyı toplamak amacı ile bir miktar eğimlidir. Drenaj tabakasının
geçirgenliğinin en az 10-3–10-2 cm/sn olması tercih edilir. Drenaj tabakası olarak kireçtaşı türü
agrega kullanılmamalıdır. Drenaj tabakası oluştuktan sonra bu tabakayı korumak ve
tıkanmasının önlemek amacıyla üzerene 0,7 m kalınlığında toprak tabakası yerleştirilir.
Drenaj borularının yerleştirilmesinde göz önüne alınacak faktörler
Düzenli depolama alanı içerisinden sızan suyun sızdırmazlık tabakası üzerinde birikimini
kontrol etmek amacı ile sızıntı suyu toplama sistemi kullanılır. Sistemin yerleştirilmesi ile
ilgili şu hususlar göz önüne alınmalıdır:
-
Sızdırmazlık tabakası üzerinde etkili olan sızıntı suyu debisi veya değişim
-
Borular arasındaki boşluklar
-
Sızdırmazlık tabasının eğimi
-
Drenaj tabasının kalınlığı ve hidrolik iletkenliği
103
Drenaj borularının çok aralıklı yerleştirilmesi durumunda arada biriken sızıntı suyu miktarı
fazla olacağından atığın içerisine nüfuz etmesi söz konusudur. Su yüksekliğinin fazla olması
hidrolik gradyanın artmasına sebep olur. Sızıntı suyu yüksekliği kontrol altına alınmadığında,
sızdırmazlık tabakası üzerinde biriken su yer altı suyuna sızabilir.
Sızıntı sularının drenajında kullanılan dren borularının minimum çapı 100 mm ve minimum
eğimi % 1 olmalıdır. Bu borular, basınca dayanıklı yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE)
delikli borulardır. Bu boruların et kalınlığı 10 veya 16 atü iç basınca dayanacak şekilde
olmalıdır. Dren boruları, münferit borular şeklinde ve mümkün mertebe yatayda ve düşeyde
kıvrım yapmadan depo gövdesi dışına çıkarılıp, bir noktada toplanması sağlanmalıdır. Dren
boruları çevresine kum-çakıl filtre yerleştirilmelidir. Bu filtrenin yüksekliği boru sırtından
itibaren minimum 30 cm olmalıdır. Drenaj sisteminde kullanılan çakıl veya mıcırın çapı 16/32
veya 8/16 ve kireç oranı da % 30’dan az olmalıdır. Depo tabanına döşenen dren borularının
üst kısmı delikli, taban kısmı deliksizdir. Delik alanı tüm boru yüzey alanın % 30’u olmalıdır.
Bir sızıntı suyu havuzunda toplanan sızıntı suları, arıtma tesisi mevcut ise arıtılarak alıcı
ortama verilir veya bir pompa ünitesi ile tekrar çöp üzerine verilerek buharlaştırma yoluna
gidilerek azaltılır. Sızıntı suyunun toplandığı havuzların kapasitesi iyi hesaplanmalıdır. Bunun
hesabında sızıntı suyu miktarı ve bölgeye düşen maksimum yağış miktarı göz önünde
bulundurulur.
Depoya dolgu yapılması sırasında ilk katı atık tabaka yüksekliği 2 metre olmadan sıkıştırma
araçları sahaya girmemelidir. Böylece depo tabanı ve dren borularının zarar görmesi önlenmiş
olur.
Sistemin emniyeti ve işletme ile ilgili hususlar
Düzenli depolama alanlarında kullanılan drenaj sisteminin emniyeti çok önemlidir. Çünkü
daha sonra kazı yapmak veya sistemi değiştirmek mümkün değildir. Sızıntı suyunu toplama
sistemlerinde en önemli sorun tıkanmadır. Çökelme, biyolojik gelişim, kimyasal çökelme,
biyokimyasal çökelme, boruların kırılması veya yıpranması gibi sebeplerden sistem
tıkanabilir. Atıklar, özelliklerine bağlı olarak sızıntı suyu toplama borularında çamur
birikimine sebep olabilir. Bu nedenle boruların yıllık periyotlarla yıkanması gereklidir.
Sistemde problemleri azaltmak amacı ile drenaj sisteminin dizaynında şu hususlara dikkat
edilmelidir;
- Boruların eğimi sistemin kendi kendini temizlemesine imkan verebilecek şekilde teşkil
edilmeli,
- Boru boyutları temizlik araçlarının girebileceği büyüklükte olmalıdır.
Düşey gaz toplama sistemleri
104
Gaz Alma Bacaları
Bu tip bacalar, katı atık yığını ile beraber yükseldiğinden daha yaygın olarak kullanılmaktadır.
Depo yüksekliği küçük olan tesislerde genellikle baca içerisine çakıl doldurulmaktadır. Orta
büyüklükteki bacalarda ise dahili beton boru kullanılmaktadır. Bunlar genellikle yığın ile
beraber yükselirler (Şekil 16). Bacalarda sızıntı suyunun girişimleri önlenemeyeceğinden sızıntı
suyunun iyi bir şekilde drene edilmesi gerekir. Bu nedenle bacalar sızıntı su şebekesine
bağlanır. Bacalarda biriken gazın atmosfere yayılarak koku v.s. gibi sorunların oluşmasını
önlemek amacıyla bacaların ağızları kapaklarla kapatılır.
Gaz akımı pasif ya da emme sistemlerince desteklenmiş olabilir. Pasif sistemlerde çakıl, kaya,
asfalt ya da beton parçalar gibi maddeler kullanılarak gazın, bu yapılarda hareket etmesi başka
yerlere sızmaması sağlanır. Bacalar 100 m aralıklarla yapılmaktadır. Bacalar 100 mm
çapındaki çakıllarla doldurulmaktadır. Düşey bacaların daha değişik ve basit olarak inşası
mümkündür. Çakıl parçaları, tel örgüler içerisinde dolgu ile beraber yükseltilebilmektedir.
Birbirleriyle boru bağlantılı kuyularda uygulanan emme sistemlerinde ise vantilatör
vasıtasıyla bir alçak basınç uygulanarak vakum oluşturulur.
Değerlendirmeye
Bitki Örtüsü
Tarım toprağı, 100 cm
Drenaj tabakası, 30 cm
Mineral sızdırmazlık (kil tabakası), 60 cm
Dengeleme tabakası 50 cm
Delikli gaz borusu,
(HDPE malzemeden mamül)
Katı atık (çöp)
Delikli beton baca boruları
50/100 çakıl ile dolu
Beton temel
Drenaj tabakası (30 cm)
Mineral sızdırmazlık tabakası
(30+30=60 cm)
Şekil 16 Delikli beton baca halkalarından yapılmış gaz tahliye bacaları
105
Gaz toplama odası
Baca inşasının zor olması halinde taş, çakıl gibi malzemelerle doldurulmuş 2*2*2 m
boyutundaki gaz toplama odaları depo bünyesinde teşkil edilebilir. Deponun tamamlanması
halinde, Şekil 17’de görüldüğü gibi bunların sondajlarla birbirine bağlanması mümkündür.
Şekil 17 Gaz odaları ile gaz toplama sisteminin teşkili
Yatay gaz toplama üniteleri
Bu tesisin amacı, depolama tamamlandıktan sonra, deponun tekrar yeşillendirilmesi halinde
bitki örtüsünün zarar görmemesidir. Şekil 18’de gösterildiği gibi ortasında deliklerin
bulunduğu borular yatay olarak ızgara şeklinde 20-50 m aralıklı olarak, son çöp tabakası ile
son örtü tabakası arasına döşenebilir. İşlem sonrasında üst yüzeyin yeşillendirilmesi işlemin
son halkasını oluşturmaktadır. Burada dolgu tipi katı atık depolaması söz konusu olduğu için
daha öncede belirtildiği gibi şev eğimleri büyük önem taşımaktadır. Ayrıca gaz dren
bacalarının işlevini yerine getirebilmesi için açık olmalarına da dikkat edilmelidir.
106
Şekil 18 Çakıl hendekte boru hattı ile gaz tahliyesi
Depo sahasının kapatılması
Depolama işleminin tamamlanmasından sonra, çöp dökümüne kapatılacak olan sahalar,
tekniğine uygun olarak kapatılmalıdır. Bunun için önce depo sahası üst yüzeyi geçirimsiz hale
getirilerek yağmur sularının depo sahası içine girmesi önlenir. Depo sahasının kapatılmasında
şu sıra takip edilir :
- Sıkıştırılmış ve düzeltilmiş çöpün üzerine 50 cm kalınlığında dengeleme tabakası serilir.
Burada kullanılan toprağın çeşidi fark etmez. Yalnız homojen olmasına dikkat edilir.
- Dengeleme tabakası üzerine her biri 30 cm’lik iki tabaka şeklinde toplam 60 cm
sıkıştırılmış mineral (kil) geçirimsizlik tabakası serilir. Ayrıca mümkün olduğu takdirde,
bu kil tabakası yerine 2.5 mm kalınlığında HDPE kullanılabilir veya her iki malzeme de
bir arada kullanılabilir. Bu tabakanın permeabilitesi 1x10-8 m/sn’dir.
- Geçirimsiz tabakanın üzerine 30 cm kalınlığında drenaj tabakası yapılır. Bu tabakanın
teşkilinde genellikle kireç oranı düşük kum ve çakıl kullanılır. Bu tabaka sayesinde,
yağış ve sulama suları çöplüğün gövdesine intikal etmeden toplanarak, tahliye edilir. Bu
tabakanın permeabilitesi 1x10-3 m/sn’dir.
107
- Drenaj tabakasının üzerine, ekilecek ve dikilecek bitkilerin kök derinliğine göre
minimum 1 m kalınlığında tarım toprağı serilir, Depo kütlesine düşen yağmurun, kısa
sürede sahayı terk etmesi için bu tabakanın eğiminin % 3’den büyük olması gerekir.
Şekil 8’da depo sahasının kapatılması şematik olarak gösterilmiştir.
Bitki Örtüsü
Tarım toprağı, 100 cm
Drenaj tabakası, 30 cm
Mineral sızdırmazlık (kil tabakası), 60 cm
Dengeleme tabakası 50 cm
Katı atık (çöp)
Şekil 19 Depo sahasının kapatılması
Depo sahasının kapatılmasında geçirimsiz tabakanın kullanılmasının amacı, dışardan yağmur
sularının içeriye girmesini engellemek ve içerideki çöp suyunun artışına da engel olmaktır.
Kil, kimyasal olarak dolgu alanı ile uyumludur. Serilen çakıl-kum drenaj tabakası, iyi
derecelenmiş olup, geçirimsiz tabaka yüzeyinde toplanan suları dren etme özelliğine sahiptir.
En üst örtü tabakası alt yapıyı korumaya yönelik bitki örtüsü ile kaplanmıştır. Bitki örtüsü
seçiminde bölgenin iklim şartlarına uyum sağlayan bitki ve ağaçlar tercih edilmelidir. Ayrıca,
ağaçlandırma ve yeşillendirme yapılırken daha çok yatay yönde kök salan bitkilerin seçilmesi
depo örtü tabakasını sağlamlaması ve bitkilerin çöpün zararlı etkilerinden korunması amacı ile
tavsiye edilir. Bu sahalardan, park, bahçe, spor alanları vb. amaçlar için faydalanılabilir.
Ancak bu sahaların yanına veya üzerine kesinlikle bina tesis edilmez.
Yıllardır kapatılmış ve hiç kullanılmayan depo sahalarında, gaz ve su kontrolü sağlıklı ise, bu
alanların rekreasyon alanı olarak düşünülmesi, spor tesislerinin, golf sahalarının, park
alanlarının vb. yapılmasında sakınca yoktur. Yeşillendirilen alan tarımsal alan için
kullanılmak isteniyorsa, toprağın, fiziksel, kimyasal ve biyolojik yapısının sürekli olarak
iyileştirilmesi gerekmektedir. Bu amaçla da çeşitli kültür teknik önlemleri alınabilir. Örneğin,
tarımsal kullanım için; 1 m kültüre elverişli toprak ve 0.4 m humus, çim saha için; 20-30 cm ham
toprak ve 0.1 m humus, ağaçlandırma için de toplam 1.5 m toprak tabakası (bunun 0.3 m’si ana
toprak) yeterli olabilmektedir.
108
Depo sahasının işletilmesi
Çevreye zarar vermeyen sağlıklı bir çöp dolgusu elde etmek ve depo sahası kapasitesinin planlanan
süreden önce doldurulmasını önlemek için işletmenin tekniğine uygun olarak yapılması
gerekmektedir. Bunun için;
-
Çöpler sahaya kontrol edilerek ve tartılarak alınır,
-
Yanan veya sıcak çöpler varsa, söndürüldükten ve soğutulduktan sonra depolanır,
-
Tehlikeli ve zararlı maddeler evsel atık depolarına depolanmamalıdır,
-
Sıvı atıklar depolanmamalıdır. Yakma tesislerinde yanması mümkün değilse bu tür sıvı
atıklar ağzı sıkı kapatılmış bidonlar içinde gömülerek depolanırlar,
-
Tıbbi atıklar evsel atıklarla birlikte depolanamazlar. Bunlar ayrı bölmelerde depolanarak,
her günün sonunda üzerleri 10 cm’lik kireç tabakası ile örtülür,
-
Çöpler döküldükten sonra tabakalar halinde sıkıştırılarak depolanırlar. Gün sonunda bu
çöplerin üstü 10-15 cm’lik toprak örtü (günlük) ile kapatılmalıdır. Böylece koku, haşere
üremesi, toz vb. olumsuz etkiler önlenir,
-
Depoya dolgu yapılmasına başlandığında ilk katı atık tabakası yüksekliği 2 metre olmadan,
sıkıştırma araçları sahaya girmemelidir. Böylece depo tabanı ve dren boruları zarar görmez,
-
Dolgu sırasında toz ve koku emisyonları mümkün mertebe önlenmelidir,
-
Sahaya düşen yağış suları kontrol edilerek atıkların içine intikali önlenmelidir,
-
Sahaya çöp dökümü kontrollü olarak yapılmalı ve gaz bacalarının zarar görmeleri
önlenmelidir,
-
İşletme sırasında yeraltı ve yerüstü suları kirletilmemelidir,
-
Günlük depolanan atıkların miktarı, özellikleri vs. için defter tutulmalıdır,
-
Saha çevresine açılacak izleme kuyuları vasıtasıyla sızıntı suyu ve gaz yayılması kontrol
altında tutulmalıdır. Çıkan gaz ve sızıntı suyu miktar ve özellikleri devamlı incelenmeli,
şartlara uygunluğu test edilmedir,
-
Ayrıca saha içi yollarının, yüzeysel su kanallarının bakımı ve kontrolü rutin olarak
yapılmalıdır.
109
KAYNAKLAR
“Atık Yönetimi Eylem Planı”, http://www.atikyonetimi.cevreorman.gov.tr, T.C. Çevre ve
Orman Bakanlığı Çevre Yönetimi Genel Müdürlüğü (2008)
Abu Qdais, H.A., Hamoda, M.F., 2004. Enhancement of carbon and nitrogen transformations
during composting of municipal solid waste. J. Environ. Sci. Health, Part A—Toxic/Hazard.
Substances Environ. Eng. A39 (2), 409–420.
Beffa, T., M. Blanc, P.F. Lyon, G. Vogt, M. Marchiani, J.L. Fischer and M. Aragno, Isolation
of Thermus strains from hot composts (60 to 80 °C), Appl. Environ. Microbiol. 62 (1996), pp.
1723–1727
Borat M Katı Atıklar Ders Notları İstabul Üniversitesi
Brad, T., Braster, M., et al., 2008., Eukaryotic diversity in an anaerobic aquifer polluted with
landfill leachate, Appl. Environ. Microbiol., 74 (13) p.3959-3968.
Calli, B. ve Girgin, E. 2005. Microbial analysis of leachate using fluorescent in-situ
hybridization (FISH) technique to evaluate the landfill stability. Fresenius Environmental
Bulletin, 14(8), 737-745.
Chen, A.C., Imachi, H., Sekiguchi, Y., Ohashi, O., Harada, H. 2003. Archaeal community
compositions at different depth (up to 30 m) of a municipal solid waste landfill in Taiwan as
revealed by 16S rDNA cloning analyses. Biotechnology Letters, 25, 719-724.
Dees, P.M., Ghiorse, W.C., 2001. Microbial diversity in hot synthetic compost as revealed by
PCR-amplified rRNA sequences from cultivated isolates and extracted DNA. FEMS
Microbiology Ecology 35, 207–216.
Demir A. Katı Atıklar Ders Notları Yıldız Teknik Üniversitesi
Demnerova, K., et al., 2005. Two approaches to biological decontamination of groundwater
and soil polluted by aromatics-characterization of microbial populations, International
Microbiology, 8, 205-211.
Erdin E. Kati atik ders notları: Kompost. DEU
Fogarty and Tuovinen, 1991 Microbiological degradation of pesticides in yard waste
composting Microbiol Mol Biol Rev. 1991 June; 55(2): 225-233.
Gönüllü M.T. “Endüstriyel kirlenme kontrolü”, Birsen yayınevi, ISBN:975-511-384-3 (2004)
Gurtner, C., Heyrman, J., Pinar, G., Lubitz, W., Swings, J., Rolleke, S., 2000. Comparative
analyses of the bacterial diversity on two different biodeteriorated wall paintings by DGGE
and 16S rDNA sequence analysis. International Biodeterioration and Biodegradation 46, 229–
239.
110
Hargreaves, JC, Adl, MS, Warman, PR, 2008 À review of the use of composted municipal
solid waste in agriculture` Agriculture Ecosystems and Environment, 123 1-14.
Hassen, A., Belguith, K., Jedidi, N., Cherif, A., Cherif, M., Boudabous, A., 2001. Microbial
characterization during composting of municipal solid waste. Bioresource Technology 80 (3),
217–225.
He, X., Logan, T., Traina, S., 1995. Physical and chemical characteristics of selected U.S.
municipal solid waste composts. J. Environ. Qual. 24, 543–552.
Hicklenton, P., Rodd, V., Warman, P.R., 2001. The effectiveness and consistency of sourceseparated municipal solid waste and bard composts as components of container growing
media. Sci. Hort. 91, 365–378.
http://www.cevreonline.com
Huang, L.N., Zhou, H., Chen, Y.Q., Luo, S., Lan, C.Y., Qu, L.H. 2002. Diversity and
structure of the archaeal community in the leachate of a full-scale recirculating landfill as
examined by direct 16S rRNA gene sequence retrieval. FEMS Microbiology Letters, 214,
235-240.
Iglesias-Jimenez, E., Alvarez, C., 1993. Apparent availability of nitrogen in composted
municipal refuse. Biol. Fert. Soils 16, 313–318.
Ishii, K., Fukui, M., Takii, S., 2000. Microbial succession during a composting process as
evaluated by denaturing gradient gel electrophoresis analysis. Journal of Applied
Microbiology 89, 768–777.
Ishii, K., Takii, S., 2003. Comparison of microbial communities in four different composting
processes as evaluated by denaturing gradient gel electrophoresis analysis. Journal of Applied
Microbiology 95, 109–119.
Kasai, Y., Takahata, Y., Manefield, M., Watanabe, K., 2006. RNA-based stable isotope
probing and isolation of anaerobic benzene-degrading bacteria from gasoline-contaminated
groundwater, Appl. Environ. Microbiol., 72(5)
Kerndorff, H., Kühn, S., Minden, T., Orlikowski, D., Struppe, T., 2008. Effects of natural
attenuation processes on groundwater contamination caused by abandoned waste sites in
Berlin, Environ. Geol., 55, p. 291-301.
Kim, M. 2003. The study of landfill microbial communities using landfill gas and landfill gas
condensate. Thesis, Drexel University.
Lin, B., 2006., Composition and functioning of iron-reducing communities in two contrasting
environments, i.e. a landfill leachate-polluted aquifer and estuarine sediments, A thesis, Vrije
University, Amsterdam, The Netherland.
111
Mkhabela, M.,Warman, P.R., 2005. The influence of municipal solid waste compost on yield,
soil phosphorus availability and uptake by two vegetable crops, grown in a Pugwash sandy
loam soil in Nova Scotia. Agric. Ecosyst. Environ. 106, 57–67.
Nemerow N.L. “Industrial Waste Treatment”, Elsevier Science & Technology, ISBN:
0123724937, (2006)
Richard, T., Woodbury, P., 1992. The impact of separation on heavy metal contaminants in
municipal solid waste composts. Biomass Bioenerg. 3 (3–4), 195–211.
Tchobanoglous G, Theisen H and Vigil SA Ìntegrated Solid Waste Management:
Engineering Principles and Management`
Tünay O. “Endüstriyel kirlenme kontrolu”, İTÜ İnşaat Fakültesi Matbaası, ISBN: 975-561096-0 (1996)
Vassilev, S.V., Braekman-Danheux, C., 1999. Characterization of refusederived char from
municipal solid waste—2. Occurrence, abundance and source of trace elements. Fuel Process.
Technol. 59 (2-3), 135–161.
Woodard F. “Industrial waste treatment handbook”, Butterworth–Heinemann, ISBN 0-75067317-6 (2001).
112

notu.pd - WordPress.com

Transkript

Benzer belgeler

Kıs aylarında bile sorunsuz azot ayrıstırması

Layout normal - sludge2energy GmbH

ORTA ORGANİK TARİM İŞLETMELERİ A.Ş.

Katalog için tıklayınız.

Kimyasal Fiziksel Arıtma Ağır Metal Giderimi

Fazla kirli kağıt, fotoğraf kağıdı

241 KB - Çevre Mühendisleri Odası

yapay sulakalanda yetiştirilen bitkilerin mineral element içeriği

nerede, neden, ne ve nasıl

tıbbi atık çözümü